Защо жужащи проводници
В. Жуковски. "Еолийски Арфа"
Древните гърци забелязали, че низа опъната на вятъра, понякога започва мелодичен звук - пее. Може би дори и тогава е бил известен аелова арфа, кръстена на Еол бога на вятъра. Аелова арфа се състои от рамка, върху която продължила няколко струни; е поставен на място, където струните се издухан от вятъра. Дори и да се ограничава до един низ, можете да получите най-различни цветове. Нещо подобно, но с много по-малък разнообразие от цветове се случва, когато вятърът кара телеграфните жици.
Доста дълго време на явлението, и много други, свързани с движението на телата с въздуха и водата, не са обяснени. Само Нютон, създателя на модерната механика, даде първото научния подход към решаването на тези проблеми.
Според закона за устойчивост на движение на телата в течност или газ, открита от Нютон, плъзнете сила е пропорционална на квадрата на скоростта:
Когато V - скорост на тялото, S - областта на своята сечение, перпендикулярно на посоката на скоростта, # 961; - плътност на течността.
Установено е, че формулата на Нютон не винаги е валидно по-късно. В случаите, когато скоростта на движение е малко в сравнение със скоростта на топлинното движение на молекулите, право на съпротива на Нютон вече не е валидна.
Както говорихме в предишните раздели, достатъчно бавно движение на тялото сила на теглене, а е пропорционална на скоростта му (право Стоукс "), а не на неговия квадрат, какъвто е случаят в бързо движение. Тази ситуация възниква, например, когато се движат малки дъждовни капки в облака, а уреждане на утайката в чашата, когато се движат капчици вещество А в "вълшебната лампа". Въпреки това, в модерни технологии, с бързия си темп от обикновено само право на съпротива на Нютон.
Тя ще изглежда, че след като сме сигурни, че законите на съпротивление може да се дължи на проводниците тананика или пеещи вятърната арфа. Но това не е така. В крайна сметка, ако съпротивителната сила е постоянна (или увеличава с увеличаване на скоростта), вятърът просто щеше да извади низа, и не се възбуди звука.
Какво има? За да се обясни на звука низ не е достатъчно от тези прости идеи за съпротивителната сила, която току-що взети от друг. Нека да обсъдим по-подробно някои от видовете на флуида около неподвижно тяло (това е по-удобно, отколкото да се помисли за движение на тялото при неподвижна течност, и отговорът, разбира се, няма да е същото).
Виж фиг. 1. Това е случая на ниска скорост течност течение на флуидния поток обграждат цилиндъра (показано напречно сечение) и гладко простира извън тях. Такъв поток се нарича ламинарен. Силата на съпротивление в този случай води началото си от вътрешното триене в течност (вискозитет) и е пропорционална на об. Скоростта на течност при всяко място, както и силата на устойчивост не зависи от времето (постоянен поток). Този случай не е от интерес за нас.
Но да погледнем на фиг. 2. Скоростта на потока се увеличава, както и в района зад цилиндъра има водовъртежи течност - вихри. Напрежението в този случай не е напълно определи естеството на процеса. Увеличаващата се роля играе чрез промяна на количеството на движение се извършва не микроскопичен мащаб, и по десетобалната сравним с размера на тялото. сила на теглене става пропорционално на о 2.
Накрая, на фиг. 3 дебит нараства повече, но и вихрите, подредени в правилната верига. Ето това е ключът към обяснението на загадката! Тези вериги от вихри, периодично бягат от повърхността на низа и вълнуват нейния звук точно като звука на китара струни предизвика периодично да докосвате ги музикант пръсти.
Феноменът на правилното позициониране на вихрите зад аеродинамично тяло, за първи път е изследван експериментално от германския физик Benard в началото на този век. Но само благодарение на творбите скоро да следват Карман е свършила, тя на пръв поглед изглеждаше много мила, това е обяснено. От името на научната система на периодични вихри сега се нарича Карман.
С допълнително увеличение на скоростта на вихрите е по-малко и по-малко време да се разпредели върху голяма площ течност. Площта на завихрящата става тесен, вихри се смесват, и потока става хаотично и неправилна (турбулентен). Въпреки това, с много висока скорост в експерименти наскоро разкри появата на някаква нова честота, но подробностите все още не са ясни все още.
Може да изглежда, че Карман водовъртеж улицата - просто един красив природен феномен, който няма практическо значение. Но това не е така. електропровода проводници също варират под въздействието на вятър с постоянна скорост, в резултат на завихрящата отделяне. В определянето на проводниците към опорите има значителни усилия, които могат да доведат до унищожение. Под действието на вятъра се развявам комина.
Свързани статии