Coanda effekten
Henri Coanda der ligger navn til fænomenet, da han var den første der fandt praktiske anvendelsesmuligheder for teorien.
Coanda effekten bruger vi når vi skal beskrive en væske eller luftstrøms evne til at følge en konveks overflade. Det sker eksempelvis på oversiden af en vingeprofil hvor luftstrømmen rettes ned af på grund af vingens krumme overflade. Sammen med Bernoullieffekten er det med til at danne den opdrift der er i vingeprofilen når den bevæges igennem vand eller luft.
Coandaeffekten handler også om hvordan molekyler i bevægelse trækker flere molekyler med i samme retning. Skal man eksempelvis fylde en pose med luft, er det bedre at blæse med munden 10 cm fra åbningen i stedet for at have posen til at slutte tæt ved munden. Sidst nævnte bruger mange… rigtig mange pust. Gør man det ved at bruge coandas viden om at molekyler i bevægelse trækker flere med sig, så kan man gøre det på ét pust.
Coanda har igennem tiden lagt navn til flyvemaskiner med mærkeligt og næsten ufoagtigt udseende. Flyveren herover leder luften fra store motorer inde i "ufoen" ned af langs krumme overflader. Det blev bevist som koncept at teorien kunne bruges, men mange af flyvemaskinerne forblev prototyper. I moderne passagerfly finder man dog coandaeffekten mange steder. eksempelvis er det kun en lille del af den luftstrøm motorerne generer, der ren faktisk passerer igennem motoren. Idag er det noget der forskes meget i, da det kan bringe flyvningen CO2-aftryk meget ned, og sammen med mere bæredygtigt brændstof er der måske håb.
Effekten findes over alt i vores hverdag, også andre steder end lige flyvning. Her er et par sjove eksempler.
Holder du en ske under vandhanen med den konvekse side ind i strålen - så vil strålen følge overfladen på skeen, og ende i samme retning som skeen slutter. Det samme sker med luft, det kan vi bare ikke umiddelbart se.
På billedet her til venstre kan man se forskellen på vandstrålen før og efter skeens påvirkning.
Dette kan selvfølgelig ikke vises på samme måde i virkeligheden, da der her er lagt to billeder ind over hindanden.
Når dette sker, ledes de omkringliggende molekyler i samme retning som strålen, hvilket giver en kraft i den retning hvor vingen, skeen, frisbee'en er konveks. På billedet bliver skeen trukket imod venstre, hvilken kan virke helt modsat af hvad man forventer.
En frisbee har ofte heller ikke form som en vingeprofil, men har afrundede kanter, hvilket altså er nok til at coandaeffekten kan rette luftstrømmen ned på frisbee’ens bagkant. På forkanten er det Bernoullieffekten der skaber undertryk på grund af indsnævringen i luftstrømmen. Tilsammen giver det opdrift nok til at holde frisbee’ens kendte bane. Her til kommer gyroskopeffekten fordi frisbee’en roterer hurtigt. Det har ikke noget med aerodynamik at gøre, men giver frisbee’ens stabilitet.
Coanda effekten er også medansvarlig for forsøget med en bodtennisbold i luftstrømmen fra en føntørrer. Det sker flere steder - luftstrømmen trækker mere luft med sig, men luftstrømmen følger også bordtennisbolden rundet langs overfladen. Bernoullis princip med hurtige luftstrømme danner undertryk, skaber så resten af magien. For det er forskelle i tryk, der holder bolden på plads i luftstrømmen. Luftstrømmen er hurtigst i midten, og hvis bordtennisbolden kommer væk fra centrum, vil der være lavere tryk i midten af luftstrømmen - derfor trækkes bolden tilbage på plads.
Vortexkanon
I vortexer kan man også se Coandas egenskab omkring at en luftstrøm følger en overflade. Og så er det temmelig underholdende at skyde med røgringe
Opskrift på vortex-kanon
materialer:
Spand
plastikpose
Skarp hobbykniv
Gaffertape
Fremgangsmetode
Man skærer et rundt hul i bunden af en spanden, med en diameter på 10-20 cm afhængig af spandens størrelse. En plastikpose tapes fast på spandens store åbning med gaffertape.
Når man slår på plastikposen komprimeres luften i spanden, og der opstår en hurtig men kortvarig luftstrøm ud igennem hullet i bunden. På grund af forsnævringen øges hastigheden på luften der kommer ud (Bernoulli). Luften vil forsøge at følge hullets kant og danner derfor en ring af luft i bevægelse. Luftringen eller vortexen som det også kaldes forlader her efter spanden med relativ lav hastighed. men vortexens kanter drejer meget hurtig rundt, og det kan slukke stearinlys.
En røgmaskine kan gøre ringene meget synlige. Fyld spanden op med røg. det gør det meget nemmere at ramme flammen med kanten af vortexerne.
Bonusinfo:
Jo større hul, desto større, men også langsommere vortex.
Små slag/langsomme skub på plastikposen giver bedre mulighed for at studerer vortexen.
Skyder man folk i hovedet føler de "noget stort" passere, og frisuren får også et pust.