Плыть, дуя в свой парус

[Xey]

hvost_soroki в сообщении #642285 писал(а):

в свободных струях давление постоянно и равно давлению окружающего воздуха;

Может так и было бы, если бы не уперлась в парус.

Может в лекции есть и о скоростном напоре?

[tvman]

Ветер по морю гуляет и кораблик подгоняет,
Он бежит себе в волнах, на раздутых парусах.

hvost_soroki пролетал, паруса все поспускал.

[Toucan]

tvman, устное замечание за бессодержательное сообщение и переход на личности.

[tvman]

Странно.... ведь это был итог беседы в двух словах.
Хорошо пусть будет так:
hvost_soroki задумайтесь, что надувает паруса?
Так уж ли невозможно условие $P_1>P$?

[hvost_soroki]

Xey в сообщении #642318 писал(а):

hvost_soroki в сообщении #642285 писал(а):

в свободных струях давление постоянно и равно давлению окружающего воздуха;

Может так и было бы, если бы не уперлась в парус.
Может в лекции есть и о скоростном напоре?

Рассмотрим подробнее уравнение (закон) Бернулли.
Обычно его записывают так:
$\frac{{\rho} {v^2}} 2 + \rho g h + p = \operatorname{const}$
Где
$\rho$ — плотность жидкости, газа;
v — скорость потока;
h — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, газа;
p — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости, газа;
g — ускорение свободного падения.

Мы видим, что все три слагаемых формулы это — давления.
Первое — динамическое (скоростное) давление.
Второе — весовое давление.
Третье — статическое давление.

Формула говорит, что сумма всех этих давлений является величиной постоянной вдоль струи потока.
Статистическое давление действует во всех направлениях, скоростное – только в направлении скорости потока ( не действует на плоскости, параллельные потоку).
Весовое давление — это давление ниже от рассматриваемого элемента жидкости, газа. На сам элемент оно не действует.

Для открытой атмосферы, где нет ветра, $v=0$, остаются два слагаемых — весовое и статическое давление. Весовое зависит от высоты над уровнем моря, а статическое это то, что показывает барометр, т.е. атмосферное.
Для свободной горизонтальной струи воздуха добавится (от вентилятора) динамическое давление $\frac{{\rho} {v^2}} 2$, которое зависит от скорости (и направлено вдоль вектора скорости). А статическое давление не изменится, и останется равным атмосферному. Если же струя будет иметь вертикальную составляющую, то статическое давление будет изменяться согласно атмосферному.
Если горизонтальная струя воздуха «упрётся» в парус, то на парус будет действовать скоростное давление (статическое давление останется равным атмосферному).
Учитывая что струя короткая, будем считать, что сечение струи не изменяется, и скорость потока не изменяется тоже. Тогда динамическое давление на парус (согласно формуле Бернулли) будет равно обратному давлению на вентилятор.
Это касается действия струи (не потока ветра) на парус. Растекающиеся по плоскому парусу струи воздуха на парус никакого давления оказывать не будут, т.к. статическое давление равно атмосферному, а динамическое направлено параллельно плоскости паруса. В результате лодка (тележка), согласно третьему закону Ньютона, двигаться не будет.

Иное дело вогнутый (раздутый, пузатый) парус. Тут растекающиеся струи будут давить на парус, т.к. поверхность паруса будет не параллельна направлению скоростей растекающихся струй. На парус будет действовать часть динамического давления этих струй. Иначе это можно себе представить как направление части потока воздуха назад, что эквивалентно созданию реактивной струи.
Более эффективная конструкция была бы с использованием дефлектора вместо паруса.


Аналогично работает водомётный движитель:

Когда дефлектор направляет струю перпендикулярно, то катер стоит. А когда направляет её назад, то катер движется.

[Батороев]

hvost_soroki в сообщении #642007 писал(а):

profrotter в сообщении #641832 писал(а):

предлагаю подвигать свечу вдоль и поперёк и составить "карту направления пламени".

Подвигал.
Получилось примерно:

Мое мнение (осторожное ) таково, что т.к. кинетическая энергия молекул, отразившихся от стенки меньше кинетической энергии молекул набегающего потока, то на каждом из участков отразившиеся молекулы не в состоянии преодолеть поток набегающих. Поэтому в осевой части образуется зона высокого давления (уменьшающаяся к периферии), которая в свою очередь способствует все большему отклонению набегающих молекул. При определенном угле отклонения движения молекул набегающего потока происходит прилипание потока к стенке (эффект Коанда) и дальнейшее движение происходит вдоль стены.
Наблюдаемые на предложенной схеме завихрения - это уже результат вращения близлежащего воздуха, вовлеченного за счет вязкости в круговое движение.

[hvost_soroki]

Батороев в сообщении #642813 писал(а):

в осевой части образуется зона высокого давления (уменьшающаяся к периферии), которая в свою очередь способствует все большему отклонению набегающих молекул. При определенном угле отклонения движения молекул набегающего потока происходит прилипание потока к стенке (эффект Коанда) и дальнейшее движение происходит вдоль стены.

Об этом эффекте я уже писал:

hvost_soroki в сообщении #641780 писал(а):

Струя не мячик. Грубо говоря, оторваться струе от поверхности мешает, с одной стороны (со стороны стенки) вакуум, а с другой стороны атмосферное давление.

А эффект присутствует всегда, независимо от углов набегания воздушного потока.
Интересно, как будет вести себя струя в вакууме? Правда в вакууме вентилятор работать не будет. Но можно создать струю из баллона со сжатым газом через сопло. В вакууме возможно и будет "отражение" струи от стенки. Интересно было бы посмотреть старт корабля с Луны.

[hvost_soroki]

hvost_soroki в сообщении #642891 писал(а):

Интересно было бы посмотреть старт корабля с Луны.

Ничего не нагуглил, кроме фантастической картинки 1964 года:



Здесь струи отражаются.

[Батороев]

hvost_soroki в сообщении #642891 писал(а):

Интересно было бы посмотреть старт корабля с Луны.

Эк, куда Вас занесло! Хорошо бы для начала с Землей разобраться. Например, как будет вести себя система, если ее развернуть вертикально, а парус заменить куполом парашюта?

(Оффтоп)

Авторство изобретения я уже себе обеспечил. Норму на день выполнил.

[parton aka]

(Оффтоп)

Батороев в сообщении #643069 писал(а):

как будет вести себя система, если ее развернуть вертикально, а парус заменить куполом парашюта?

Так-же, как памятник "Парашюту". Может такой и есть гденить? Если нет - "подгоните" идею Зурабу Ц. :)

[hvost_soroki]

hvost_soroki в сообщении #643020 писал(а):

Ничего не нагуглил, кроме фантастической картинки 1964 года:

Нашёл телепередачу старта лунного модуля Аполлона-15, заснятую с лунохода.



Действительно, как и на рисунке 1964 года, летящие камни показывают путь отражённых от поверхности Луны струй.
Оппоненты оказались правы, но на Луне. А в подлунном мире действуют другие законы.

[Xey]

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Растекающиеся по плоскому парусу струи воздуха на парус никакого давления оказывать не будут,

Трудно представить, что воздух пойдет вдоль стенки не отклоняясь от нее.
Выше предлагал провести эксперимент с трубой. Пришлось делать самому. Через трубку от баллона строительной пены миллиметров 7 диаметром, дую на стол. Руками ощущаю на расстоянии от стола поток, идущий кажется от него.
Но обрывок бумаги отклоняется не от стола (как ожидал ), а к столу. Т.е. идущий вдоль стола поток не только не отходит от стола, но еще и подсасывает окружающий воздух?

Если бы был только этот эффект , то лодка должна бы двигаться назад.
Видимо есть несколько эффектов.

[hvost_soroki]

Xey в сообщении #643234 писал(а):

Но обрывок бумаги отклоняется не от стола (как ожидал ), а к столу. Т.е. идущий вдоль стола поток не только не отходит от стола, но еще и подсасывает окружающий воздух?

Да, я об этом писал.

Xey писал(а):

Если бы был только этот эффект , то лодка должна бы двигаться назад.

Подсасыванием воздуха выравнивается до атмосферного статическое давление внутри этой полусвободной струи. Поэтому статического давления (которое давит во все стороны) на стенку (парус) не будет. Вернее оно будет, но будет скомпенсировано атмосферным давлением с другой стороны паруса. А динамическое (скоростное)давление на плоскую стенку отсутствует, ибо параллельно.

Xey писал(а):

Видимо есть несколько эффектов.

Движение лодки объясняется отклонением потока воздуха назад "пузатым" парусом. Какой нужен ещё эффект, я не знаю.
Эффекта "отражения потока" нет из-за эффекта Коанды.

[Батороев]

Xey в сообщении #643234 писал(а):

Но обрывок бумаги отклоняется не от стола (как ожидал ), а к столу. Т.е. идущий вдоль стола поток не только не отходит от стола, но еще и подсасывает окружающий воздух?

Закон Бернулли, однако! Скорость больше - давление меньше.

[tvman]

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Рассмотрим подробнее уравнение (закон) Бернулли.

Мда ..... Ну теперь понятно, почему все так плохо.

1. Когда рассматривается закон, обычно рассматривается область его применения. Вы этого не сделали.
Далее смотрим кашу по Вашему тексту...

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Формула говорит, что сумма всех этих давлений является величиной постоянной вдоль струи потока.

Вдоль УСТОЯВШЕЙСЯ струи потока это важно!

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Статистическое давление действует во всех направлениях, скоростное – только в направлении скорости потока ( не действует на плоскости, параллельные потоку).
Весовое давление — это давление ниже от рассматриваемого элемента жидкости, газа. На сам элемент оно не действует.

Редчайшая чушь и в смысловом и терминологическом смысле.

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Для свободной горизонтальной струи воздуха добавится (от вентилятора) динамическое давление , которое зависит от скорости (и направлено вдоль вектора скорости). А статическое давление не изменится, и останется равным атмосферному. Если же струя будет иметь вертикальную составляющую, то статическое давление будет изменяться согласно атмосферному.

Садитесь два балла.

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Если горизонтальная струя воздуха «упрётся» в парус, то на парус будет действовать скоростное давление (статическое давление останется равным атмосферному).

Еще раз два балла.

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Тогда динамическое давление на парус (согласно формуле Бернулли) будет равно обратному давлению на вентилятор.

А суммарное давление чему будет равно ? И почему оно не может быть больше атмосферного. Поподробней напишите пожалуйста.

hvost_soroki в сообщении #642787 писал(а):

Это касается действия струи (не потока ветра) на парус. Растекающиеся по плоскому парусу струи воздуха на парус никакого давления оказывать не будут, т.к. статическое давление равно атмосферному, а динамическое направлено параллельно плоскости паруса. В результате лодка (тележка), согласно третьему закону Ньютона, двигаться не будет.

Ай да чушь))) Ну надеюсь читатель уже понял почему.