康达效应:康达效应是什么?

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2022-12-2314:26:54 评论 11

康达效应(Coanda Effect)又称附壁效应或柯恩达效应。流体(水流或气流)已经离开了原来的运动方向,流体的流速会随着突出物体表面的摩擦而减慢。只要物体表面中的伯努利原理,只要物体表面的曲率不是很大,流速的减慢就会导致物体表面的流动。以罗马尼亚发明家亨利·康达命名。

康达效应又叫附壁作用或者柯恩达效应。它指的是流体(水流或气流)随着突出物体表面的流动而离开原来的流动方向。

康达效应指出,如果流动平稳的流体通过弯曲的凸面,则有吸附凸面的趋势。打开自来水时,如果用筷子触摸水柱(只要部分水柱更明显),水就会随着筷子向下流动,而不是直接从水龙头向下流动。

许多人无意中遇到了图中的例子。勺子靠近水流后,水流改变了流向,被勺子吸引。

在上述实验中,如果水流增加,勺子就会向右靠近。水流越大,越靠近。

勺子向右靠近正比。

上图所示的现象是康达效应,可以说附壁效应更容易理解。

有些飞机通过康达效应增加升力,这是怎么做到的?

不难理解。在上述动态演示中,勺子改变了水流的方向,我们知道改变物体的运动方向需要一个力,垂直水流改变了运动方向,这显然是勺子给的。根据牛顿第三定律,如果勺子对流体施加偏转力,流体也会对物体施加反向偏转力。

这样,如果发动机安装在机翼上方,发动机高速气流的运动方向会偏转,沿着机翼的曲面吹出。根据康达效应,会给机翼带来一定的升力。就像下图中的乒乓球一样:

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在图中,乒乓球用一根管子吹到乒乓球的右侧。结果,乒乓球偏转了气体,气体反过来又给了乒乓球一个力量,使其向右移动。

上面的乒乓球的例子,如果把乒乓球想象成机翼,管子吹出的气体想象成是发动机的吹气,那么乒乓球的向右运动可以想象成机翼向上运动,也就是产生了升力。

现在的问题是,为什么乒乓球曲面能偏转气流?具体原因如下:

左边的圆代表乒乓球,右边的白线代表初始气流。气球和乒乓球之间的斑点代表大气分子。

显然,当用管子吹乒乓球右侧时,气流应该是笔直的方向,这没有错,但由于高速气流会有吸附作用,它会吸引和带走乒乓球和高速气流之间的气体,从而在那个位置产生低压区域。

高速气流带走气体示意图。

低压区的形成必然会反过来影响气流的运动方向。

因此,流体(气流或水流)如上图所示。这就是康达效应。

空调的康达效应:

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