Het Coanda-effect

Het Coanda-effect

Het Coanda-effect van waterstroming

Het Coanda-effect wordt om twee redenen meestal gedemonstreerd met behulp van waterstroming. Een daarvan is dat de waterstroom zichtbaar is, en de andere is dat het Coanda-effect van waterstroom veel duidelijker is dan dat van luchtstroom.

Er is hier een element van misleiding, omdat het Coandal-effect van waterstroming in de lucht vergelijkbaar is met dat van luchtstroming, maar het principe is totaal anders. De reden waarom de waterstroom in de lucht naar de vaste wand neigt, is dat er adsorptie is tussen het water en de vaste stof en dat er spanning is op het oppervlak van de waterstroom. De gecombineerde werking van deze twee krachten trekt het water "naar" de muur, wat kan worden opgevat als het water wordt aangezogen door de vaste stof.

We weten dat water een zeer hoge oppervlaktespanning heeft, dus het Coanda-effect is heel duidelijk. Als je bijvoorbeeld wijn inschenkt, als je het niet snel genoeg inschenkt, zal de wijn langs de zijkant van de fles lopen en de water zal 180 graden draaien en de zwaartekracht trotseren.

Het Coanda-effect, dat wordt veroorzaakt door adsorptie en oppervlaktespanning, is niet de focus van onze discussie, maar we gaan ons concentreren op het Coanda-effect dat bestaat in dezelfde vloeistof, gas of vloeistof, maar er is geen vrij oppervlak, dat wil zeggen, er is geen oppervlaktespanning.

Het Coanda-effect van luchtstroom

Het Coanda-effect bestaat ook in de luchtstroom, maar in tegenstelling tot de stroming van water in de lucht, is er geen aantrekkingskracht tussen gassen, alleen druk. Daarom is er geen "zuigverleden" in het gas, het gevoel van "zuigverleden", in feite wordt het voorbij gedrukt, het gebruik van atmosferische druk.

Maar de muren kunnen nog steeds het gas aanzuigen, waardoor het Coanda-effect ontstaat. Het is duidelijk dat vanwege de lage druk nabij de muur de luchtstroom wordt overgedragen door de buitenatmosfeer.

Middelpuntzoekende kracht kan worden gebruikt om de lage druk van het gas nabij de muur te verklaren. Wanneer een gas langs een gekromde wand stroomt, beweegt de stroom in een bocht, waarvoor een centripetale kracht nodig is. Aangezien een gas geen zuigkracht heeft, kan deze centripetale kracht alleen worden geleverd door de druk in het gas. De luchtstroom aan de kant weg van de muur is onderhevig aan atmosferische druk, dus de druk aan de kant dichtbij de muur moet lager zijn dan de atmosferische druk om centripetale kracht te vormen.

Het Coanda-effect

Het Coanda-effect in de stroming is te wijten aan de viscositeit van het gas. Er is wrijving tussen de zijkanten van de straal en de lucht, en deze wrijving wordt veroorzaakt door de viscositeit van het gas. De straal voert constant de anders statische lucht eromheen weg, waardoor de atmosferische druk van de omgeving wordt verlaagd. Maar die drukval is heel, heel klein. Hoe klein? Een luchtstraal met een snelheid van 30 m/s zal de omgevingsdruk in de buurt slechts met ongeveer 0,5 Pa verlagen. Deze drukval is niet voldoende om de stroom naar de muur te "trekken", waardoor een merkbaar Coandal-effect ontstaat. Zodra er echter muren zijn, wordt de negatieve druk vermenigvuldigd.

Wanneer er aan één kant van de jet een muur is, als gevolg van de barrière van de muur, nadat de jet een deel van de lucht heeft weggenomen, kan de oorspronkelijke plaats niet genoeg luchtaanvulling krijgen, zal de lokale druk worden verminderd en de lucht door de onevenwichtige druk aan beide zijden wordt de stroom tegen de muur gedrukt. Met andere woorden, de lucht die door de jet wordt meegevoerd, wordt meer aangevuld door de jet zelf.

Wanneer de muur naar buiten buigt, is er een tijdelijke "dode zone" van geen stroming tussen de stroming en de muur, ervan uitgaande dat de stroming eerst horizontaal is. De stromende lucht neemt continu de lucht in het dode watergebied weg en de straalstroom komt geleidelijk dichter bij de muur. Als tenslotte de centripetale kracht die wordt gegenereerd door het drukverschil aan beide zijden van de jetstroom precies overeenkomt met de mate van draaiing van de jetstroom, komt de stroom in evenwicht en stroomt de jetstroom langs de gebogen wand.

Het belang van het Coanda-effect

Het Coanda-effect (soms vertaald als het Coanda-effect) is de sleutel tot het genereren van lift in een vleugelprofiel. Omdat de lift van een vleugelprofiel voornamelijk wordt veroorzaakt doordat het bovenoppervlak lucht naar beneden "zuigt".

Henri CoandÇ was een Roemeense uitvinder en aerodynamicus die voor het eerst gebruik maakte van het Coanda-effect. De uitvinding van het vliegtuig is het resultaat van vele mensen en kan niet aan één persoon worden toegeschreven, de hoogste eer voor de praktijk gaat naar de gebroeders Wright, de pionier van de theorie zou waarschijnlijk naar Coanda moeten gaan.

Coanda was ook een pionier op het gebied van straalvliegtuigen, en er wordt aangenomen dat Coanda in 1910 met succes een vliegtuig vloog genaamd de CoandÄ-1910.

Het vliegtuig is geen straalvliegtuig met straalmotor, maar het heeft geen propeller en een dikke buis bij de neus die lucht blaast. De bron van de straal is een centrifugaalventilator, waardoor de lucht naar achteren wordt geleid om stuwkracht te verkrijgen.

Lees te veel in

Het Coanda-effect kan worden gebruikt om de lift van vliegtuigen te vergroten, maar deze methoden zijn ook vermengd met enige pseudowetenschap. Hier is bijvoorbeeld een Coanda-vliegtuig dat beweert de lift te vergroten. De propeller kan hem laten zweven, maar nu heeft hij een schaal onder de propeller, die beweert het Coanda-effect te gebruiken om meer lucht naar beneden te drijven om de lift te vergroten. In feite is dit de kosten niet waard, omdat de schaal over het algemeen fungeert als een barrière voor de luchtstroom en alleen de lift vermindert.