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

Йа в шоке!

[(Anonymous)]

1) Пускай мы имеем трубу. В предположении, что жидкость (газ) у нас невязкая и несжимаемая мы из закона сохранения энергии получаем закон Бернулли: P+ro*v*v/2+ro*g*h=const - тут Р - это давление в жидкости, ro - её плотность,v -скорость,h - высота относительно какого-то фиксированного уровня. В этом случае в месте сужения, очевидно, скорость увеличивается. Высота - одна и та же. Значит в месте сужения давление должно уменьшиться, и это факт. Я не понимаю что в нём удивительного.
2) Касательно линейчатой формы: да, Ларри Добсон молодец. При такой форме и правда не должно возникать турбулентности, если пользоваться предположением, что линии тока стационарны и непрерывны. Но при больших скоростях течения жидкости линии тока уже нельзя считать строго стационарными, и начиная с каких-то критических скоростей турбулентность будет появляться и при таком сечении трубы. Заслуга этого сечения в том, что критическая скорость для него больше, чем для любого другого сечения.
3) Нигде не утверждалось, что при сужении трубы не будет повышаться плотность жидкости (газа)!
Я надеюсь, что вам будет понятно то, что я тут написала.

Re: Йа в шоке!

[jayrandom.livejournal.com]

В целом понятно. Хотя и удивительно, что можно заработать шок на таком, казалось бы, безэмоциональном материале :)

1. "Значит в месте сужения давление должно уменьшиться, и это факт."
Здесь ошибка в том, что за факт принимается формула. Факт - это то, что происходит, а не то, что следует.
Удивило же меня то, что следствие из формулы воспротиворечило моему интуитивному ожиданию.

2. Траектория частиц, при которой встречается минимум сопротивления - прямолинейна. Если форма ограничивающей поверхности линейчата, то это состояние достигается даже на границе с ограничивающей поверхностью. Поэтому естественно будет ожидать, что случайно возникшая турбулентность будет скорее гаситься, чем развиваться.

3) Пожалуйста, пускай повышается (и понижается обратно после прохождения сужения). Но симметрично, ввиду симметрии ограничивающей поверхности.

Re: сорри :)

[(Anonymous)]

1) Я извиняюсь, возможно я слишком эмоционально восприняла данную тему. Просто лично мне эта тема казала очевидной; и в общем ещё раз извиняюсь, возможно это и может казаться удивительным :)
2) Я с Вами согласна, опять же до какой-то критической скорости.
3) Система будет симметрична на малых (по сравнению критической) скоростях.
Спасибо, Вы меня довольно правильно поняли.