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

[http://users.livejournal.com/marik_/]

Эффект Вентури хорошо виден в автомобильной пробке.
В местах сужения дороги уже всё едет, а вот перед сужением стоит.

[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.

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.