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材质 |
铝合金 |
水流的科恩达效应
一般演示科恩达效应时都喜欢使用水流，原因有两个，一个是水流看得见，另一个是水流的科恩达效应比气流明显得多。实际上这里是有骗人的成份的，因为处于空气中的水流和气流的科恩达效应虽然现象类似，但原理却是完全不同的。空气中的水流偏向固体壁面的原因是水与固体之间有吸附力，并且水流表面有张力，这两者的共同作用，把水“拉向”壁面，可以理解为水流是被是被固体吸过去的。我们知道水的表面张力是很强的，所以水的科恩达效应非常明显，比如，倒葡萄酒时，如果速度不够快，酒就会沿瓶壁流下，这时水会转过180°，简直是蔑视重力。把前面的勺子换成圆柱形水杯，可以看到水会沿着杯壁转过很大的角度，甚至会往一段，之后才会下落。这种由吸附力和表面张力产生的科恩达效应不是我们讨论的，我们下面将讨论同一种流体内部存在的科恩达效应，可以是气体，也可以是液体，但不存在自由表面，也就是没有表面张力的情况
科恩达效应的解释
气流中的科恩达效应是气体的粘性产生的。射流的侧面和空气之间有摩擦，这种摩擦就是气体的粘性产生的。射流会不断地把四周原本的静止空气带走，使环境的气压下降。不过，这个压降非常非常地小，小到什么程度呢？速度为30m/s的空气射流只会使附近的环境压强降低约0.5Pa。这点压降按理来说不足以把气流“吸向”壁面，产生明显的科恩达效应。但是，一旦有壁面存在的时候，这个负压是会成倍增加的。当射流的一侧有壁面时，受壁面的阻隔，射流带走部分空气后，原来的地方得不到足够的空气补充，当地的压强就会降低，气流则由于两侧的压力不均衡而被压向壁面。或者说，被射流带走的空气更多地靠射流自身来补充了。当壁面向外弯曲时，假设一开始气流是水平的，那么气流和壁面之间会暂时存在一个不流动的“死水区”。流动的空气不断地带走死水区的空气，射流则逐步向壁面靠拢，后射流两侧的压差产生的向心力正好符合射流转弯程度时，流动就达到平衡，射流就沿着弯曲的壁面流动了。
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