Sodobna aerodinamika deluje z enim od ključnih učinkov, ki postane bistven za letenje letal. Ta učinek je znan kot Učinek koande. Učinek Coande je težko razložiti, vendar postane preveč pomemben element na tak način, da je postal osnova za razvoj letal.
V tem članku vam bomo povedali, kaj je učinek Coanda in njegov pomen.
Kaj je učinek Coande
Če želite pojasniti, kakšen je ta učinek, si predstavljajte prižgano svečo. Če upihnemo to svečo, bo to takoj. Če izvedemo isto vajo, vendar med svečo in nami postavimo škatlo primerne velikosti. Najbolj normalno je misliti, da če pihamo, se bo zrak razpršil na obe strani in ne bo udaril v jadro. Če pa namesto škatle uporabimo steklenico vina, rezultat ne bo enak. Logika nas navaja na to, da se bo tudi zrak razpršil na obe strani in ne bo ugasnil sveče.
Čeprav se zdi nekoliko presenetljivo, lahko svečo ugasnemo zaradi učinka Coande. In ali je to Učinek Coande pojasnjuje ukrivljenost tekočin, ko pridejo v stik s trdnim telesom. Tekočine dobijo spremembo gibanja in premika, ko trčijo v trdno telo.
Lahko rečemo, da je učinek Coande niz dogodkov, ki lahko opišejo vedenje tekočine, ko vpliva na površino. Uporablja se kot načelo, ki navaja, da vse tekočine privlačijo bližnje površine, namesto da se odbijajo ali odklanjajo. To je nasprotno od tistega, kar se je zgodilo s trdno snovjo. Če trdno telo trči ob drugo trdno telo, je normalno, da se odbije in skrene s poti. Vendar pa jih v primeru tekočin privlači površina trdne snovi.
Da se poglobim v letalstvo, je priporočljivo preučiti načela, ki urejajo letenje letal.
Poskus za potrditev učinka Coande
Če izvedemo zgornji poskus, lahko vidimo, da zrak ponavadi sledi ukrivljeni poti steklenice, namesto da odstopa vstran. Če teniško žogico vržemo proti steklenici vina, vidimo, da se bo smer krogle spremenila, vendar ne bo vzporedna s konturo steklenice. To nam pomaga pridobiti potrebne informacije za vedite, da bo tekočina sledila poti okoli trdne snovi.
Preprosto povedano, viskoznost zraka je glavno sredstvo za pojav Coandinega učinka. Ko tekočina prvič zadene telo z gladko, ukrivljeno konturo, je viskoznost tekočine tista, ki povzroči, da se delci oprimejo površine trdne snovi. Tako nastane enakomerna in vzporedna plošča okoli telesa trdne snovi. To težnjo po oblikovanju nekakšne plošče okoli obrisa telesa bi lahko primerjali s plastelinom.
Vsi delci v tekočini, v tem primeru zrak, nato vplivajo na telo in ustvarjajo nove plasti, vzporedne s prvotno. Tako nastane odstopanje na poti tekočine.
Uporabnost in pomembnost
Dokazan je bil učinek Coande, ki se vsak dan uporablja v letalstvu in avtomobilskih dirkah. Pomembno je razumeti, da je za optimizacijo morfologije vozila bistven učinek zračnega trenja. Če vemo, da se delci tekočine oprimejo površine, lahko oblikujemo boljše aerodinamične oblike. Pogosto uporabljen primer Coandinega učinka so enoprostorci formule 1. Območje s stranskimi pontoni izkorišča učinek Coanda za usmerjanje velikih količin zraka proti določenim območjem, kot so dno, difuzorji in spojlerji. Vsi ti elementi enosedežnika neposredno vplivajo na oprijem oziroma največjo hitrost.
Zaradi tega je učinek Coanda postal eden bistvenih stebrov motošporta in letalstva. Enako se dogaja z letali. Na krilih se zračna pot rahlo ukrivi, kar pomaga ustvarjati sile, ki letalo držijo v zraku. Zrak je ukrivljen in skupaj z depresijo in tretjim Newtonovim zakonom poznamo vse sile, ki delujejo na krilo letala.
Zahvaljujoč učinku Coanda je mogoče zračne in druge tokove tekočin popraviti in usmeriti, kar inženirjem omogoča oblikovanje učinkovitejših prevoznih sredstev. Ta vpliv Coandinega učinka na aerodinamiko vozila je pomemben element pri izdelavi varnejših in hitrejših vozil. Poleg tega te aerodinamične zasnove pomagajo prihraniti znatne količine goriva, saj pomagajo zmanjšati trenje z zrakom.
Značilnosti in zanimivosti
Učinek Coanda je povezan z odbojem tekočin okoli predmeta. Če analiziramo vse sile in atmosferski tlak, ki jih atmosfera izvaja pri nizkem letenju, zrak ne velja le za tekočino, temveč za nestisljivo tekočino. Dejstvo, da je zrak nestisljiva tekočina, pomeni, da bo prostornina zračne mase skozi čas vedno konstantna. Vedeti moramo tudi, da se zračni tokovi ne ločijo drug od drugega in tvorijo praznine, imenovane tudi reže.
Veliko znanstvenikov zanika, da se učinek Coanda pojavi v vodi. Rečeno je, da je to odstopanje tirnice vode, ko ta trči s površino trdnega telesa, posledica površinske napetosti. Zato lahko rečemo, da se učinek Coanda ne uporablja za vse vrste tekočin, saj je treba upoštevati tudi gostoto in viskoznost tekočine. Vemo, da ima zrak nizko viskoznost, tako se učinek Coande pojavlja z večjo intenzivnostjo.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o učinku Coande in njegovem pomenu v letalstvu in avtomobilskih dirkah.