эффект Вентури и линейчатые поверхности

[jayrandom]

Эффект Вентури - снижение давления жидкости или газа в местах сужения трубы. Поверить в это сложно (мой здравый смысл подсказывает прямо противоположное), но можно провести эксперимент и убедиться.

Совершенно неожиданную связь между эффектом Вентури, линейчатостью формы поверхности сосуда и отсутствием турбулентности (!) заметил и запатентовал 33 года назад изобретатель Ларри Добсон. Сейчас срок патента истёк, стало быть он в public domain.

Эта идея восхитительна по своей простоте. Если поверхность сосуда, через который пропускается жидкость, линейчатая (у него в примере - однополостный гиперболоид), то частицы движутся по прямолинейным траекториям и настоящей турбулентности с потерей энергии не возникнет. Мало того, он также утверждает, что никакая другая форма не даст повышения давления (в общем случае следует читать "изменения давления", т.к. эту воронку можно и перевернуть) без турбулентности.

Мне кажется, что если это хорошенько понять, то можно будет создать настоящую теорию обтекания жёсткого крыла, обладающую предсказательной силой - а не тот разброд экспериментально обдутых профилей, который мы имеем.

Comments

[golger-i.livejournal.com]

Непонятно, как я физматшколу закончил - моя интуиция тоже указывает в противоположную сторону, но и после прочтения пары статей на эту тему ситуация не улучшилась. Пошел искать учебник.
Больше всего непонятно, почему в гиперболоидной воронке в узком месте плотность газа не возрастает. На втором месте по непонятности стоит определение потенциальной энергии давления в несжимаемой жидкости, поскольку непонятно, как она может за счет своего давления совершить работу.

[livelight]

По поводу 2-го:

Помнится, в школе это показывали на примере гидравлического пресса. При этом жидкости необязательно сжиматься или расширяться - она просто передаёт давление из одного места в другое, и если ей дадут возможность двигаться (и совершать таким образом работу), то она не будет расширяться, а просто будет течь из одного места в другое.

Можно даже и проще, без гидропрессов: столб несжимаемой воды оказывает на уровне земли давление, но работы не совершает; а если вместо стенки на уровне земли поставить поршень в трубе - то вода начнёт выдавливать его (совершая работу), при этом по мере заполнения трубы высота столба (и давление на поршень) будет уменьшаться.

[golger-i.livejournal.com]

Я тоже так подумал, но если так рассуждать, то течь она будет одинаково независимо от того, сколько ее, получается, что энергия никак не зависит от количества вещества, что странно.
Второй пример - это потенциальная энергия веса воды, а в формулу Бернулли входит еще одна составляющая, именно энергия давления.
Я думаю, нужно просто взять сжимаемую жидкость и устремить сжимаемость к нулю. Предел работы, которую жидкость совершит при расширении, видимо окажется не ноль.

[livelight]

А, кажется, понял, о чём вы.
В случае трубы переменного диаметра, вода совершает работу потём ускорения при переходе из толстой части трубы в тонкую (а потом эту кинетическую энергию может передать дальше). И здесь количество вещества уже роляет.