L'effetto Coanda

L'effetto Coanda

L'effetto Coanda del flusso d'acqua

L'effetto Coanda viene solitamente dimostrato utilizzando il flusso d'acqua, per due motivi. Uno è che il flusso d'acqua è visibile e l'altro è che l'effetto Coanda del flusso d'acqua è molto più evidente di quello del flusso d'aria.

C'è un elemento di inganno qui, perché l'effetto Coandal del flusso d'acqua nell'aria è simile a quello del flusso d'aria, ma il principio è completamente diverso. Il motivo per cui il flusso d'acqua nell'aria tende alla parete solida è che c'è adsorbimento tra l'acqua e il solido e c'è tensione sulla superficie del flusso d'acqua. L'azione combinata di queste due forze trascina l'acqua "verso" il muro, il che può essere inteso come l'acqua viene aspirata dal solido.

Sappiamo che l'acqua ha una tensione superficiale molto alta, quindi l'effetto Coanda è molto evidente, per esempio, quando versi del vino, se non lo versi abbastanza velocemente, il vino scorrerà lungo il lato della bottiglia, e il l'acqua ruoterà di 180 gradi, sfidando la gravità.

L'effetto Coanda, che è causato dall'adsorbimento e dalla tensione superficiale, non è al centro della nostra discussione, ma ci concentreremo sull'effetto Coanda che esiste nello stesso fluido, sia gassoso che liquido, ma non c'è superficie libera, cioè, non c'è tensione superficiale.

L'effetto Coanda del flusso d'aria

L'effetto Coanda esiste anche nel flusso d'aria, ma a differenza del flusso d'acqua nell'aria, non c'è attrazione tra i gas, solo pressione. Pertanto, non vi è alcun "passato di aspirazione" nel gas, la sensazione di "passato di aspirazione", infatti, viene premuta oltre, l'uso della pressione atmosferica.

Ma le pareti possono ancora aspirare il gas, creando l'effetto Coanda. Ovviamente, a causa della bassa pressione in prossimità della parete, il flusso d'aria viene trascinato dall'atmosfera esterna.

La forza centripeta può essere usata per spiegare la bassa pressione del gas vicino al muro. Quando un gas scorre lungo una parete curva, il flusso si muove lungo una curva, che richiede una forza centripeta. Poiché un gas non ha aspirazione, questa forza centripeta può essere fornita solo dalla pressione all'interno del gas. Il flusso d'aria sul lato lontano dal muro è soggetto alla pressione atmosferica, quindi la pressione sul lato vicino al muro dovrebbe essere inferiore alla pressione atmosferica per formare la forza centripeta.

L'effetto Coanda

L'effetto Coanda nel flusso è dovuto alla viscosità del gas. C'è attrito tra i lati del getto e l'aria, e questo attrito è causato dalla viscosità del gas. Il getto porta costantemente via l'aria altrimenti statica che lo circonda, abbassando la pressione atmosferica dell'ambiente. Ma quella caduta di pressione è molto, molto piccola. Quanto piccolo? Un getto d'aria a una velocità di 30 m/s ridurrà la pressione ambiente nelle vicinanze solo di circa 0,5 Pa. Questa caduta di pressione non è sufficiente ad "attirare" il flusso verso la parete, provocando un notevole effetto Coandal. Tuttavia, una volta che ci sono muri, la pressione negativa si moltiplica.

Quando c'è un muro su un lato del getto, a causa della barriera del muro, dopo che il getto porta via parte dell'aria, il luogo originale non può ricevere abbastanza aria supplementare, la pressione locale sarà ridotta e l'aria il flusso verrà premuto contro il muro a causa della pressione sbilanciata su entrambi i lati. In altre parole, l'aria portata via dal getto viene maggiormente reintegrata dal getto stesso.

Quando il muro si piega verso l'esterno, c'è una temporanea "zona morta" senza flusso tra il flusso e il muro, supponendo che il flusso sia inizialmente orizzontale. L'aria che scorre porta via continuamente l'aria nella zona dell'acqua morta e il flusso del getto si avvicina gradualmente alla parete. Infine, quando la forza centripeta generata dalla differenza di pressione su entrambi i lati del flusso del getto corrisponde appena al grado di rotazione del flusso del getto, il flusso raggiunge l'equilibrio e il flusso del getto scorre lungo la parete curva.

L'importanza dell'effetto Coanda

L'effetto Coanda (a volte tradotto come effetto Coanda) è la chiave per generare portanza in un profilo alare. Perché la portanza di un profilo alare è principalmente causata dalla superficie superiore che "risucchia" aria verso il basso.

Henri CoandÇ è stato un inventore e aerodinamico rumeno che per primo ha utilizzato l'effetto Coanda. L'invenzione dell'aeroplano è frutto di molte persone e non può essere attribuita a nessuno, l'onore più alto per la pratica va ai fratelli Wright, il pioniere della teoria dovrebbe probabilmente andare a Coanda.

Coanda è stato anche un pioniere degli aerei a reazione e si ritiene che nel 1910 Coanda abbia pilotato con successo un aereo chiamato CoandÄ-1910.

L'aereo non è un jet con un motore a reazione, ma non ha un'elica e uno spesso tubo sul muso che soffia aria. La sorgente del getto è un ventilatore centrifugo, attraverso il quale l'aria viene convogliata posteriormente per ottenere la spinta.

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L'effetto Coanda può essere utilizzato per aumentare la portanza degli aerei, ma questi metodi sono anche mescolati con una certa pseudoscienza. Ad esempio, ecco un aereo Coanda che afferma di aumentare la portanza. L'elica può mantenerlo sospeso, ma ora ha un guscio sotto l'elica, che afferma di utilizzare l'effetto Coanda per spingere più aria verso il basso per aumentare la portanza. In effetti, questo non vale il costo, perché il guscio generalmente funge da barriera al flusso d'aria e riduce solo la portanza.