Эффект Коанда

Румынский учёный Коанд обнаружил явление, которое получило его имя «эффект Коанда».

На правой части рисунка описан механизм получения эффекта Коанда. Вентилятор или реактивный двигатель создаёт поток направленный вниз, а возникает подъёмная сила, направленная вверх. Вроде бы полностью отсутствует физическая логика. Физика запрещает создавать подъёмную силу, природа же разрешает. Ведь природу не обманешь, её логика прекрасно работает и в этом явлении. Просто надо помнить о существовании вихря Бенара. За крылом формируется одиночный вихрь Бенара, на периферии которого среда двигается вниз, а в хоботе вверх. В вихре же Бенара энергия из периферии передаётся хоботу, что и формирует подъёмную силу, изображённую на левом рисунке. Потери же энергии периферии надо восполнять. Поэтому эффект Коанда существует до тех пор пока работает вентилятор.

Но эффект Коанда оригинальностью не блещет. Вихри Бенара можно создать не одним способом.

Рисунок 2

В эффекте Коанда используется та же логика, которая с небольшим изменением используется на рис 2. Надо либо в центральном потоке, либо в периферийном потоке создать меньшую скорость движения среды. На этом принципе мной и создан эжектор, испытанный по моей наводке в интернете.

В эжекторе рисунка реализован вариант с уменьшением скорости движения среды во внешнем потоке (т. е. в зазоре между трубками).

Вихрь Бенара создаётся и в трубке Ранка, хобот которого уходит в обратном направлении, а периферия в прямом.

Тангенциальный ввод среды в трубке дополняется центральным телом на выходе прямого потока (заглушив обратный выход мы всё так же будем иметь в трубке вихрь Бенара.

Но вихрь (конечно более слабый) можно получить и без центрального тела. Его получение описано в работе В.Г. Неволин «Опыт применения звукового воздействия в практике нефтедобычи Пермского края.»

Использована логика трубки Ранка без обратного потока и без центрального тела. Но тем не менее формируются два потока (прямой и обратный), что как обычно физикой запрещено, а природа разрешает сформировать вихрь Бенара в генераторе волн давления. Но на рисунке ряд неточностей. Закон сохранения момента количества движения ещё никто не отменял. Поэтому направления вращения в хоботе вихря и на его периферии обязаны быть противоположными. Для прямого и для обратного потока на рис даны профили течения Пуазейля. В реальности потоки двигаются друг по другу в форме поршня, т. е. осевая скорость движения среды по любому радиусу как хобота, так и периферии практически постоянна (естественно разная для хобота и периферии). Вихрь в генераторе подобен вихрю над нагретым солнцем склоном холма, который широко используют парапланеристы и дельтапланеристы. По какому бы радиусу хобота они не поднимались бы вверх, подниматься они будут с одной и той же скоростью (правда разной для разных холмов), что должно выполняться и для генератора.

Физической экзотикой является обнаруженная П.Л. Капицей сверхтекучесть жидкого гелия.

Предложенная Ландау модель, основанная на существовании гипотетического гелия 2, является не более чем хорошей миной при плохой игре. Ведь сверхтекучесть возникает в том случае, когда в сосудике спиралькой поднимается температура. Мы имеем практически полную аналогию вихря Бенара над нагретым склоном холма, в котором толщина периферии вихря пренебрежимо мала по сравнению с диаметром хобота. Ведь выходя из хобота вихря через периферию парапланеристы и дельтапланеристы практически не ощущают наличия периферии. Точно так же и физические экспериментаторы не сумели обнаружить обратного потока на рис 2. Но закон сохранения количества движения диктует, что потери среды в сосудике должны восполняться. Поэтому и должен существовать обратный периферийный поток вихря.

Вихри Бенара создаются и вводом

Шкандюка Михаила Петровича (проверялось в интернете, но не мной). Ввод позволяет создавать вихри как правого, так и левого направления вращения. А ведь ввод Шкандюка практически половинка сопла Лаваля.

Отразив сопло по вертикали мы всё так же будем иметь сопло Лаваля (правда неработоспособное, т. е. неспособное создавать достаточной величины тягу). Интересным вариантом является и душевая насадка Шаубергера.

Рсходящийся криволинейный конус на входе в насадку создаёт слабый вихрь, подобный вихрю над нагретым солнцем склоном холма. А т. к. его энергия небольшая, то он полностью разрушается сходящимся криволинейным конусом на выходе из насадки. Т.е. ситуация практически полностью идентична ситуации с соплом ракетного двинателя.

Но если для ракетного двигателя большая часть энергии бестолково вылетает в трубу, то в насадке Шаубергера на выходе остаётся только вращающийся поток, двигающийся в направлении своей оси вращения. Энергия хобота полностью передана периферии.

Своё наиболее яркое выражение эффект Коанда находит в вертолётной технике.

Любое вращающееся тело создаёт центробежную силу. Поэтому вертолётный винт выбрасывает воздух за свои пределы, создавая небольшой вакуум в центре. Поэтому выброшенный воздух, опускаясь вниз, поступает в центральную часть, формируя в результате вихрь Бенара. При этом хобот вихря направлен вверх. И подражая эффекту Коанда вертолётный вихрь создаёт подъёмную силу. Созданный при вращении винта вихрь в режиме авторотации позволяет ветролёту совершать безаварийную посадку при отказе двигателя.

Интернет пестрит предположениями создания вечного двигателя на основе вихря Бенара. Вихрь Бенара действительно позволяет создать сверхтекучее состояние среды. Но для создания вечного двигателя одного состояния сверхтекучести мало. Скажем, даже сегнерово колесо

не сформирует вечного двигателя при наличии в нём сверхтекучего состояния среды. Ведь двигаясь по вращающемуся радиусу с постоянной скоростью среда будет описывать логарифмическую спираль. И давить она при этом будет на заднюю по отношению к движению стенку, тормозя вращение. Поэтому Шаубергер при создании своего вечного двигателя и стремился использовать форму рогов антилопы куду. И в дополнение к форме он использовал конусность и закрутку рогов, для создания вращающегося потока (вспомним при этом ввод Шкандюка Михаила Петровича).