Ефект на Коанда

Здравейте :)

Интересува ме какво е физичното обяснение на ефекта на Коанда. Ефекта се появява, когато газ или течност се насочат под подходящ ъгъл към изкривена повърхност. Тогава газа или течността започват да се разпространяват следвайки точно кривината на повърхността. Например, когато сложим лъжица под струя с вода:

[линк]

или

[линк]

В уйкипедия има някакво обяснение, което не ми говори много.. пише, че в ефекта са немсени втория и третия закон на Нютон(въпроса е - как точно?!), както и някакви странни сили, наречени силни на ван дер Ваалс(някакъв вид междомолекулно привличане, изключая ковалентни връзки между атомите и електрично привличане м/у йони). Ще съм благодарен на някакво разяснение по въпроса :)

Поздрави!

Абе, това момче Нютон явно доста влиятелни хора познава, че все за него чувам напоследък. Ама питах в парламента, там не са чували да е гласувал за закони. Както и да е.

Та като спомена за молекулно привличане - се сетих за една позната. Такива странни привличания ги пази далече от жената, че ако разбере - ще стане лошо.

Иначе въпроса е интересен. Огледай какво пише за закона на Бернули, и имаше един шантав момент със сламката в безалкохолното. Нивото на течността вътре в сламката е по-високо, въпреки, че тя е отворена и в двата си края. ... Едно време мислех да правя вечен двигател със сламки и лимонада... Както и да е...

Щирлиц

Разликата в динамично и статично налягане, пред и зад прибора, прави този ефект.
...

Задачата на науката е да обясни това, което е невъзможно да се разбере

Междумолекулните сили са нещо като временни връзки. Доста по-слаби са от ковалентните и йонните.
Нютон взима участие със закона "действие- противодействие" .

оттам Закона за запазване на импулса.
При опита с лъжицата, водата от чешмата се движи криволинейно по лъжицата и тъй като е свързана с нея чрез Ван дер Ваалсовите сили, на лъжицата действа силата от реакцията на струята.
Затова когато е обърната с изпъкналата страна, се привлича към струята, а когато е обърната с вдлъбнатата "бяга" от нея

При опита с лъжицата, водата от чешмата се движи криволинейно по лъжицата и тъй като е свързана с нея чрез Ван дер Ваалсовите сили, на лъжицата действа силата от реакцията на струята.
Затова когато е обърната с изпъкналата страна, се привлича към струята, а когато е обърната с вдлъбнатата "бяга" от нея

Абе - кви "привличания" те обземат? Ако речеш да ги смяташ по законите за привличане ... може и ...нови сили да откриеш, струва ми се...
...

Задачата на науката е да обясни това, което е невъзможно да се разбере

Aми Зорник, привличане има когато две тела се приближават едно към друго под действие на сили чрез които взаимодействат едно с друго. Както и в случая.

Ти нещо друго ли разбираш под привличане?

Aми Зорник, привличане има когато две тела се приближават едно към друго под действие на сили чрез които взаимодействат едно с друго. Както и в случая.

Ами, на филма - те не се приближават едно към друго - бутат лъжицата с пръчка... към водата...
...
Ти друго ли виждаш?

Задачата на науката е да обясни това, което е невъзможно да се разбере

Тук става въпрос за взаимодействие между струята и лъжицата.

Т.е. говоря за случая когато водата е в допир с лъжицата

Когато е в допир - ясно. Но ако само е приближена лъжицата - що няма такива сили? ;о) ... Въпроса започва, когато се допрат. И тогава става нещо различно.

Щирлиц

Да.

Тогава пряко си взаимодействат молекулите на водата и атомите на лъжицата.
Преди това между тях има въздух и взаимодействието им е твърде слабо.

Взаимодействие между атоми и молекули?

Щирлиц

Ами ако лъжицата е от метал примерно, няма молекули. Има атоми наредени в решетка.

Ван дер Ваалсовите сили са сили между елетронеутрални като цяло частици - ел. диполи, атоми, молекули. Но имат електрична природа..

прилича ми на обикновено повърхностно напрежение - ако лужичката я допреш до спокойна вода, пак ще се дърпа, както две мокри стъкла стоят залепени.
може да се намеси и закон на бернули, ама не смея, тоя и твърде антиинтуитивен за да го набутвам спокойно където ми скимне.




NE SUTOR ULTRA CREPIDAM

Силата е от статичното налягане на въздуха върху ефективаната (противоположната на умокрената) площ на лъжицата.
Спомни си, че като "духаме" между два листа А4, то те се приближават. Заради намаленото статично налягане на движещ се със скорост флуид, откъм вътрешната страна на листата. Тогава външното за тях статично налягане ги притиска един към друг.
И още - Вентуриева тръба. В широката част статичното налягане е голямо, а динамичното малко (сумата им е величина постоянна); в тясната част, поради по-голямата скорост на водата (флуид - къв да е) - статичното е малко, а динамичното налягане е голямо - дори може да "засмуче" въздух през перпендикулярно отвърстие на тясната част. Ползва се при пулверизаторите.
Така че - никакви привличаще сили не играят , тук.
...
Ако ефект. площ на лъжицата е приблизително 3 см2 - то, дори и 0,01 пад от атмосферното налягане, заради течащия по гърба й флуид дава 30 грама задържаща сила (прилепваща сила) към течността.
При увеличаване на потока, става по-голяма ефективната площ и ... повече се прилепва- придърпва.
Значи - ефектът не е наблюдаем, ако няма движение на флуид - сила от повърхностно напрежение е нищожна за такъв голям прилепващ ефект - толкова голяма сила.
...

Задачата на науката е да обясни това, което е невъзможно да се разбере

Един въпрос. Защо когато е обърната със вдлъбната страна към струята, се отдалечава от нея?

Предполагам, защото откъм вдлъбнатата страна повърхността е разположена под по-голям ъгъл на атака, и силите на отблъскване превишават тези на прилепване. На практика за този ефект има граничен ъгъл на "допир" между водата и повърхността, точно както е при "пълно вътрешно отражение" за светлината. Ако искаш - вземаш един комплект лъжици, и сядаш да правиш опити при кой точно ъгъл силите се уравновесяват. Имай впредвид, че има разлики в различната сила на водната струя.

Щирлиц

Дори и при много малка кривина на лъжицата ще има привличане/отблъскване в зависимост от това накъде е обърната изпъкналата част. От импулса е това, не от ъгъла

Бре, остави човеко да се пробва бре. ;о) То не може отговори само наготово. Лабораторни опити трябват. Попълване на протоколчетата с по 200 опита, смятане на среден резултат, сравняване на резултата с другите колеги... Така се прави. ;о)

Щирлиц

Значи - ефектът не е наблюдаем, ако няма движение на флуид - сила от повърхностно напрежение е нищожна за такъв голям прилепващ ефект - толкова голяма сила.

Напротив, това поне се поверява лесно. Пълниш чаша с вода до ръба, слагаш лъжичката върху пръста "на кантар" и топваш дъното във водата. Силата от повърхностното напрежение я изкарва от равновесие и се усеща съвсем осезаемо.

Обаче се съгласявам, че го има и ефектът от движението на флуида - определено при слаба струя вода привличането е по-силно в долната част на струята, където скоростта е по-голяма. Освен това на филмчето се вижда, че привличане има и при струя въздух. Там със сигурност повърхностни напрежения не играят.

Иначе, този ескперимент е интересен с друго - хората приемат за нормално подемната сила на крилото да е насочена в посока на изгърбената му част. Обаче се чудят, що при лъжичката е пак така

Закон на Бернули.

флуида обтича с различна скорост двете повърхности, оттам и налягането е различно, в случая с водата и плътноста е различна.

Така летят самолетите от повече от 100 години


[линк]