Coanda-Effekt < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Hallo,
ich habe heute einiges zum Thema Coanda-Effekt gelesen.
Während des 2. Weltkrieges soll dieser Effekt ausgenutzt worden sein, um fliegende Objekte auf sehr hohe Geschwindigkeiten zu bringen.
siehe: http://www.youtube.com/watch?v=aF92B6Gon3M |
So, wie ich das verstanden habe, kann mit Hilfe des Coanda-Effekts die Fluidströmung in eine bestimmte Richtung "gelenkt" werden, da die Strömung der Oberflächenkontur folgt und an dieser entlangströmt.
Laut einigen Quellen existieren fliegende "Glocken", die auf folgendem Prinzip beruhen:
- die Umgebungsluft wird angesaugt
- die angesaugte Luft wird vertikal nach oben geleitet
- anschließend folgt diese Luftströmung (wegen dem Coanda-Effekt) der Oberfläche der "Glocke"...also wieder vertikal nach unten
- somit schwebt / fliegt die "Glocke"
Allerdings ist mir unklar, auf welche Weise dieser Effekt von Vorteil gewesen sein kann, um fliegende Objekte anzutreiben. Stattdessen kann die Luft doch einfach direkt (also ohne die Umleitung nach oben) nach einer Kompression nach unten geleitet werden, um für Auftrieb zu sorgen...
Was also ist der Vorteil bei der Benutzung des Coanda-Effekts?
Vielen Dank im Voraus.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 07:59 Sa 22.02.2014 | | Autor: | Josef |
Hallo,
"Coanda-Effekt, der Einfluss von Oberflächen auf die Strömung von Flüssigkeiten oder Gasen.
In den dreißiger Jahren beobachtete der rumänische Luftfahrttechniker Henri O. Coanda (1885-1872), dass sich ein Gas- oder Flüssigkeitsstrahl an gekrümmte oder schräg zur Strömung verlaufende Oberflächen anlegt und an diesen entlangströmt.
Der Coanda-Effekt lässt sich leicht mit Hilfe eines Wasserstrahls demonstrieren, der sich an die Oberfläche eines senkrecht zur Strömung stehenden Zylinders anlegt und diesen umfließt. Dieses Phänomen ist beispielsweise verantwortlich für überraschende Erscheinungen wie das Schweben eines Tischtennisballs oder Luftballons in einem waagrechten oder schräg aufwärts gerichteten Luftstrahl oder für das Abdecken von Hausdächern bei Sturm.
Für stationäre und reibungsfreie Strömungen kann der Coanda-Effekt auf der Grundlage der Bernoulli-Gleichung beschrieben werden. Danach tritt immer eine Kraft auf, wenn die Stromlinien in einer Strömung gekrümmt sind. Diese Kraft weist vom Krümmungszentrum weg und wächst mit der Stärke der Krümmung sowie der Geschwindigkeit der Strömung.
Coanda deutete diese Kraft als eine Folge der Eigenschaft von Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen, Moleküle der Umgebung mitzubewegen. Wird diese Möglichkeit durch eine Oberfläche beeinträchtigt, entsteht in deren Nähe ein Unterdruck, der zur Richtungsänderung der Strömung entlang der Oberfläche führt.
Das Schweben des Tischtennisballs kommt also nicht durch einen Überdruck an der Unterseite des Balls, sondern durch einen Unterdruck an der Oberseite des Balls zustande.
Der Coanda-Effekt ist beispielsweise auch verantwortlich für das Strömen von Flüssigkeiten aus Teekannen entlang deren Oberflächen. Um diese unerwünschte Wirkung des Coanda-Effekts zu verhindern, muss die Nase der Teekanne so geformt sein, dass eine Strömung entlang der Teekanne nur horizontal oder aufwärts erfolgen kann.
Der Coanda-Effekt ist technologisch von Bedeutung. So wird er zur Verstärkung des Auftriebs an Tragflächen benutzt (siehe Flugzeug), und er ist für die Wirkungsweise von Fluidikelementen (strömungsmechanische Schaltelemente) in Kontrollsystemen wichtig."
Siehe auch Strömungsmechanik
Verfasst von:
Frieder Lenz
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Viele Grüße
Josef
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(Antwort) fertig | | Datum: | 08:12 Sa 22.02.2014 | | Autor: | Josef |
Hallo,
> Was also ist der Vorteil bei der Benutzung des
> Coanda-Effekts?
>
Erklärung
"Da die Luft im vorderen Bereich des Flügels zu einer Ausweichströmung gezwungen wird, jedoch die Strömung aufgrund der Trägheit sich geradlinig weiterbewegen will, muss die Luft in Richtung der Tragfläche beschleunigt werden. Diese Annäherung kann mit dem Coanda - Effekt nachgewiesen werden. Aufgrund des Wechselwirkungsgesetzes muss eine im Betrag gleich große, der nach unten beschleunigenden Kraft, entgegengesetzt wirkende Kraft vorhanden sein. Diese Kraft "hebt" den Flügel und wird als Auftriebskraft bezeichnet. Da die Größe der Auftriebskraft sowohl von der Masse der nach unten beschleunigten Luft, als auch von der Stärke der Beschleunigung abhängig ist, wird deutlich das ein größerer Flügel beziehungsweise ein größerer Anstellwinkel für mehr Auftrieb sorgen."
![[]](/images/popup.gif) Quelle
Viele Grüße
Josef
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(Antwort) fertig | | Datum: | 08:36 Sa 22.02.2014 | | Autor: | Josef |
Hallo,
Anwendung
"Der Coandă-Effekt wird im Flugzeugbau zur Erhöhung des Auftriebes in zwei Varianten technisch erfolgreich eingesetzt:
Das Triebwerk wird knapp über dem Tragflügel angeordnet und dessen Schubstrahl durch ein Klappensystem am Tragflügel „saugend“ nach unten abgelenkt – dies ist naturgemäß nur in einem sehr kleinen Bereich des Tragflügels möglich, der Rest des Flügels arbeitet in einer „normalen“ Strömung. Eine seiner ersten Anwendungen fand der Effekt bei der sowjetischen Antonow An-32/Antonow An-72 und bei einem Bewerber des „AMST-Projekts“ der US Air Force (Advanced Medium STOL Transport), der YC-14. Wenn diese Anordnung Nutzen bringen soll, erfordert sie gewaltige Triebwerksleistungen, auch müssen die Tragflügelklappen im Bereich des Schubstrahles besonders kräftig gebaut und geschützt werden. Ebenso gibt es große Probleme bei der Steuerbarkeit und Sicherheit (beispielsweise bei Triebwerksausfall).
Die zweite Anwendung ist eine Mischung aus Coandă- und „normaler“ Strömung: Der Strahl wird in die bereits kräftig ausgebildete Grenzschicht einer „normalen“ Strömung geblasen, um sie weiter um Klappen etc. fließen zu lassen, als es sonst möglich wäre. Dies ist keine „reine Coandă-Strömung“ mehr, denn die Strömung in der Umgebung soll nur „verbessert“ werden: An der äußeren Scherschicht soll die hohe Geschwindigkeit des Strahles an die schon langsame Grenzschicht der äußeren Strömung übertragen werden.
Erfolgreiche Anwendungen dieses Prinzips gibt es an konventionellen Tragflügeln im Bereich von Nasen- und Endklappen (Grenzschicht-Ausblasung), zum Beispiel bei den großen von der japanischen Marine und Küstenwache eingesetzten Flugbooten des Herstellers Shin Meiwa. Auch diese Anwendung erfordert sehr hohe Triebwerksleistungen, denn die kräftigen Strahlen müssen ja erzeugt werden. Die „normale“ Strömung kann mit solchen Maßnahmen in besonderen Flugzuständen (Langsamflug bei Start und Landung) verbessert werden, ein normaler Flugzustand ist damit aber aus Kostengründen nicht beeinflussbar."
Quelle
http://de.wikipedia.org/wiki/Coand%C4%83-Effekt
Viele Gruesse
Josef
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