Hiệu ứng Coanda là gì và tầm quan trọng của nó

Khí động học hiện đại đề cập đến một trong những tác động chính cần thiết để máy bay bay được. Hiệu ứng Coanda là tên được đặt cho hiệu ứng này. Hiệu ứng Coanda có phần bí ẩn, nhưng nó trở nên quan trọng đến mức làm nền tảng cho sự phát triển của các phương tiện bay trên không.

• 9 Hiệu Ứng Tâm Lý Rất Hữu Dụng Cho Bạn Trong Cuộc Sống
• 7 Đại Hiệu Ứng Tâm Lý Kinh Điển Vô Cùng Hữu Ích Cho Mọi Người

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích hiệu ứng Coanda là gì và tại sao nó lại quan trọng.

Hiệu ứng Coanda là gì

Hiệu ứng Coanda là hiện tượng quỹ đạo chuyển động của dòng khí bị thay đổi để xuôi theo hướng về mặt cong mà dòng khí đó tiếp xúc.

Để hiểu hiệu ứng này là gì, hãy tưởng tượng một ngọn nến được thắp sáng. Làm thí nghiệm bằng cách đặt một chiếc hộp có kích thước vừa phải giữa ngọn nến và chúng ta. Giả định phổ biến nhất là nếu chúng ta thổi, không khí sẽ phân tán sang hai bên và không ảnh hưởng đến ngọn nến. Tuy nhiên, kết quả sẽ khác nếu chúng ta dùng chai rượu thay vì hộp. Theo logic, không khí cũng sẽ phân tán sang hai bên và ngọn nến sẽ không bị tắt?

Mặc dù có vẻ đáng ngạc nhiên, nhưng theo hiệu ứng Coanda, ngọn nến có thể bị tắt. Hiệu ứng Coanda giải thích về độ cong của chất lỏng khi tiếp xúc với chất rắn không. Chất lỏng có sự thay đổi trong chuyển động và chuyển vị khi chúng va chạm với một vật rắn.

Nói cách khác, hiệu ứng Coanda là một chuỗi các sự kiện có thể mô tả hành vi của một chất lỏng khi nó chạm vào một bề mặt. Người ta cho rằng tất cả các chất lỏng đều bị hút vào các bề mặt lân cận hơn là bật ra hoặc trôi đi. Đây là nghịch đảo với chất rắn. Khi một vật rắn va chạm với một vật rắn khác, rất có thể nó sẽ nảy lên và lệch khỏi quỹ đạo của nó. Tuy nhiên, trong trường hợp chất lỏng, nó xuôi theo bề mặt của chất rắn.

Thử nghiệm để chứng thực hiệu ứng Coanda

Khi thực hiện thí nghiệm trước, chúng ta thấy không khí có xu hướng đi theo đường cong của chai rượu hơn là lệch sang hai bên. Khi chúng ta ném một quả bóng tennis vào chai rượu, quỹ đạo của quả bóng thay đổi, nhưng nó không còn song song với đường viền của chai nữa. Điều này cung cấp cho chúng ta thông tin cần biết rằng chất lỏng sẽ đi một đường xung quanh chất rắn.

Khi một chất lỏng lần đầu tiên chạm vào một vật thể có đường viền cong và nhẵn, độ nhớt của chất lỏng làm cho các hạt dính vào bề mặt của chất rắn. Đây là cách một tấm đồng nhất và song song được hình thành xung quanh chất rắn. Xu hướng tạo thành một loại tấm xung quanh đường viền có thể được so sánh với plasticine.

Tất cả các hạt trong chất lỏng, trong trường hợp này là không khí, đi vào và tạo thành các lớp mới song song với lớp ban đầu. Độ lệch trong đường dẫn chất lỏng được tạo ra theo cách này.

Tính hữu ích và tầm quan trọng

Hiệu ứng Coanda đã được chứng minh và được sử dụng hàng ngày trong ngành hàng không và đua xe. Điều quan trọng là phải hiểu rằng, để tối ưu hóa hình thái của xe, phải hiểu được ảnh hưởng của ma sát với không khí. Biết rằng các hạt chất lỏng bám vào các bề mặt cho phép chúng ta tạo ra nhiều hình dạng khí động học hơn. Xe công thức 1 là một ví dụ phổ biến về hiệu ứng Coanda. Phao bên sử dụng hiệu ứng Coanda để hướng một lượng lớn không khí đến các khu vực cụ thể như đáy phẳng, bộ khuếch tán và cánh hoa thị. Tất cả các yếu tố của xe đều có ảnh hưởng trực tiếp đến độ bám đường hay tốc độ tối đa.

Kết quả là, hiệu ứng Coanda là một trong những trụ cột quan trọng nhất trong môn đua xe thể thao và hàng không. Điều này cũng đúng với máy bay. Các đường dẫn khí ở cánh có độ cong nhẹ giúp tạo lực giữ máy bay ở trên không. Vì không khí cong nên chúng ta có thể tính toán tất cả các lực tác dụng lên cánh máy bay bằng cách sử dụng độ lõm và Định luật III Newton.

Hiệu ứng Coanda cho phép các kỹ sư điều chỉnh và định hướng luồng không khí và các chất lỏng khác, cho phép họ thiết kế các phương thức vận chuyển hiệu quả hơn. Tác động của hiệu ứng Coanda đối với khí động học của xe là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển các phương tiện an toàn hơn và nhanh hơn. Hơn nữa, vì chúng làm giảm ma sát với không khí nên những thiết kế khí động học này giúp tiết kiệm rất nhiều nhiên liệu.

Đặc điểm của hiệu ứng Coanda

Hiệu ứng Coanda được đặc trưng bởi sự phản xạ của chất lỏng xung quanh một vật thể. Khi tất cả các lực và áp suất khí quyển được xem xét trong chuyến bay tốc độ thấp, không khí không chỉ được coi là chất lỏng mà còn là chất lỏng không nén được. Vì không khí là chất lỏng không nén được nên thể tích của khối khí luôn không đổi theo thời gian. Chúng ta cũng phải hiểu rằng các luồng không khí không tách rời nhau để tạo thành các khoảng trống hoặc khoảng trống.

Nhiều nhà khoa học cho rằng hiệu ứng Coanda không xảy ra với nước. Sức căng bề mặt được cho là nguyên nhân gây ra sự lệch khỏi đường đi của nước khi nó chạm vào bề mặt của vật rắn. Kết quả là, hạn chế của hiệu ứng Coanda là không thể được áp dụng cho tất cả các chất lỏng vì khối lượng riêng và độ nhớt của cùng một loại cũng phải được xem xét. Do không khí có độ nhớt thấp nên hiệu ứng Coanda xảy ra mạnh hơn.

Hy vọng rằng thông tin này đã giúp bạn hiểu được hiệu ứng Coanda và tầm quan trọng của nó trong ngành hàng không và đua xe.

KNTT