유체 입자는 종종 입자의 상단과 하단 사이에 존재하는 압력 차이로 인해 평평하고 곡선 표면에 부착된다; 준수하는 경향은 Coanda 효과로 알려져 있습니다.
샤워 커튼이 항상 당신을 데려 가려고하는 미스터리를 드러낸 후, 오늘 우리는 우리 모두에게 영향을 미치는 또 다른 삶의 미스터리를 드러 낼 것입니다.
음료를 유출하는 현상 중 하나가 비행기가 날아가는 이유에 대한 책임이 있다고 생각되었다는 사실에 충격을 줄 것입니다. 우리는이 현상을 콩다 효과로 알고 있으며, 곡선 표면에 대한 유체의 준수를 설명합니다.
비행기의 경우 주변 공기는 날개에 부착되어 비행에 필요한 리프트를 생성합니다. 머그잔의 경우, 내부의 액체가 구부러진 머그잔 입술에 달라 붙어 표면을 따라 물러서서 우리가 청소할 수있는 혼란을 남깁니다.
Coanda Effect
이 효과는 루마니아 엔지니어이자 수학자 인 Henri Coanda에 의해 처음으로 확인되었습니다. 1910 년 Young Coanda는 1910 년에 발견 된 항공기 인 Coanda-1910 항공기를 테스트하고있었습니다. 항공기 자체는 지상에서 벗어나지 않았습니다. 실제로, 항공기는 워밍업 중에 불꽃으로 터졌습니다. 그러나 콩다가 특이한 것을 알아 차렸을 때 그것은 모든 낭비가 아니 었습니다.
그는 항공기의 몸체에 가까이 날아가는 엔진에서 나가는 연소 가스를 관찰했다 (동체). 후속 실험과 연구는 마침내 우리가 지금 우리가‘Coanda Effect’로 알려진 것을 확인하게되었습니다.
COANDA 자신은 그 효과를“오리피스에서 나오는 유체 제트가 인접한 평평 또는 곡선 표면을 따르고 주변에서 유체를 조용하여 낮은 압력 영역이 발달하는 것으로 묘사했습니다.”
.간단히 말해서, Coanda 효과는 공기 또는 기타 액체와 같은 유체가 평평하고 곡선 표면을 따라 접착시키고 흐르는 경향입니다.
Coanda 효과의 메커니즘. (사진 크레딧 :Cruithne9/Wikimedia Commons)
Bernoulli의 연극에 대한 원칙
오리피스에서 나가는 제트는 주변 공기를 함께 쓸어냅니다. 그러나 출구 제트는 주변 공기보다 더 빠른 속도로 흐르며 Bernoulli의 원칙에 따르면 더 빠른 속도로 흐르는 유체는 압력이 낮고 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서, 저압 제트는 비교적 고압 주변 공기로 둘러싸인다. 주변 공기는 양쪽에서 제트기를 밀어 가운데에 균형을 유지합니다.
고체 표면이 제트의 한쪽에 존재하거나 도입 될 때, 고압 주변 공기를 밀어내어 제트의 균형을 유지합니다. 결과적으로, 다른 쪽의 주변 공기는 제트를 아래쪽으로 강제하여 표면에 부착하게합니다. 제트는 커브 될 때도 표면에 계속 부착됩니다.
쏟아지는 동안 Coanda 효과
우리의 질문으로 돌아와서 머그잔에서 쏟아지는 것은 두 가지 이유로 어렵습니다. 첫째, 액체의 표면 장력으로 인해 어렵고, 둘째, 두 번째로, 액체 분자가 모그 표면에 접착력으로 인해 쿠아 앤다 효과의 결과로 인해 어렵다. 우리는 이미 표면 장력 측면에 대해 자세히 논의했지만 (왜 액체가 쏟아지는 동안 컨테이너 측면에서 때때로 뻗어 있는가?) 이것은 직장에서 유일한 범인이 아닙니다.
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머그잔 내부의 유체 분자는 주변 공기의 주변 압력을받습니다. 머그잔에서 쏟아지면 주변 압력은 유체가 머그잔의 표면에 부착하도록 강요합니다. 머그잔 표면이 입술에서 구부러진 경우에도 분자는 여전히 붙어 있습니다. 액체가 드리블을 방지하기 위해, 중력은 냉동 효과로 인해 액체의 표면 장력과 액체의 부착을 극복해야합니다. 10 번 중 9 번의 결합 된 힘은 중력이 극복하기에는 너무 큰 것으로 판명되었으므로 액체는 머그잔 표면 아래로 드리블됩니다.
항공기의 리프트 생성
Coanda 효과는 또한 에어 포일 모양이 리프트를 생성하는 이유라고 여겨집니다. 가장 오랫동안 사람들은 에어 포일이 Bernouilli의 원칙으로 인해 리프트를 생성한다고 믿었지만 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 수행 된 광범위한 연구는 그렇지 않다고 주장합니다.
가설 (동등한 전환 이론 또는 더 긴 경로 이론이라고도 함)은 상부 스트림의 공기 입자와 하단이 꼬리에서 동시에 충족되어야한다고 가정합니다. 에어 포일의 위와 바닥은 균일하지 않기 때문에 상부 표면의 입자는 동시에 꼬리에 도달하기 위해 하부 표면 입자보다 더 빠른 속도로 이동해야합니다. Bernoulli의 원칙에 따라, 유체의 속도와 압력은 반비례 적입니다.
따라서, 하단 표면에서 상부 표면보다 더 많은 압력이 있으며, 이러한 압력의 차이는 리프트를 생성합니다. 그러나 이론이 기반을 둔 가정, 즉 바닥과 상단 표면의 입자는 동시에 후행 가장자리에 도달해야하며 논리적 설명이 없으며 터무니없는 것으로 간주됩니다.
실제로, 상단 유선의 입자는 하부 간소화 입자 전에 꼬리에 도달합니다. 또한 Bernouilli의 원칙을 적용하는 것은 두 개의 다른 유선이 아닌 동일한 간소화에서 두 지점으로 제한됩니다. 이러한 이유로, 동등한 전환 이론은 반증되었다.
동등한 시간 이론의 예. (사진 크레딧 :Wikimedia Commons)
에어 포일은 양쪽에 구부러지고, 쿠아anda 효과에 의해 제안 된 바와 같이, 유체 입자는 곡선 표면에 부착된다. 이 준수는 공기 흐름을 아래쪽으로 강요합니다. 접착의 흐름을 위해서는 바닥보다 입자 상단에 더 많은 압력이 있어야합니다. 이것은 또한 에어 포일의 반대쪽에 압력 차이를 만들어 리프트를 생성합니다. 또한 Newton의 제 3 법칙에 따르면 하향 흐름 (동작)은 리프트 형태의 상향 힘 (반응)을 생성합니다.
결론
항공기의 리프트 생성 외에도, Coanda 효과의 다른 응용에는 수력 발전 스크리닝, 진동 유량계, 에어컨 등이 포함됩니다.이 효과는 또한 대도, 자동차 및 의학 분야에서 응용을 발견합니다. 자동차에서는 F1 자동차 제조업체가 주로 배기 가스를 막기 위해 주로 사용하여 특정 유체 디스펜서에서도 사용되는 반면, 의학에서는 효과가 인공 호흡기에 나타나 인간의 심장의 전모 역류를 더 잘 이해하는 데 도움이됩니다.
.그러나 Coanda 효과는 보편적이지 않으며 표면의 곡률이별로 날카 로워지지 않을 때만 적용됩니다. 따라서 음료를 흘리지 않으려면 머그잔을 수평 비행기에 더 큰 각도로 유지하면서 신속하게 부어주세요!
