18 votos

Cuando sopla aire a través de un tubo, ¿por qué actuar de manera diferente si yo presione el tubo contra mi boca, o tener una pulgada de distancia?

Así que tengo un tubo de papel de envolver. Es por lo menos un par de pies de largo y dos pulgadas de ancho. Si pulsa uno de los extremos del tubo firmemente en contra de mi boca y soplar, yo apenas sentir el aire caliente sale por el otro extremo. Si en vez de eso me sostenga el tubo alrededor de la mitad de una pulgada a una pulgada de distancia de mi boca y soplar en él, me siento un buen flujo de aire a salir por el otro extremo.

Mi pregunta es ¿por qué hay una diferencia? En ambos casos, me sería de esperar que debido a que el aire se va en un extremo, sería sale por el otro. Cuando presione el tubo contra mi boca, y el golpe, pero muy poco aire que sale por el otro extremo, donde hace el resto de las que se vaya?

PS: no sé qué etiquetas para dar a esta cuestión y no puedo pensar en una buena pregunta del título. Soy nuevo en la física sub.

14voto

Floris Puntos 54054

Observación muy interesante. Creo que lo que se está observando, cuando su boca está lejos de la del tubo es mucho MÁS que el aire que usted exhala - porque el aire en la vecindad de la respiración es ser "arrastrados" por algo que se llama "el arrastre". Este es el principio detrás de un ingenioso ventilador, llamado el Dyson Air Multiplier:

enter image description here

Una explicación detallada de cómo funciona se puede encontrar aquí , pero debería ser bastante obvio de la imagen: un poco de alta velocidad de aire es forzado a través de los agujeros en el borde de la "silencioso" del dispositivo (en realidad hay un ventilador en la base donde el azul oscuro de la flecha de puntos - es responsable de la creación de la alta velocidad del chorro de aire) y este ayuno de aire arrastra mucho más lento de aire con ella.

Es lindo, y funciona. Y eso es lo que están haciendo con su boca.

La razón para el arrastre es el principio de Bernoulli: cuando el aire pasa más rápido, tiene una baja presión por lo que "chupa" en el aire alrededor de él. Cuando el más lento moléculas chocan con el más rápido, terminan compartiendo el impulso. En lugar de una velocidad a la que uno, usted tiene dos medio-velocidad ahora.

2voto

steveverrill Puntos 1325

Como se mencionó en la otra respuesta, aire adicional está siendo arrastrado. Este principio puede ser utilizado para producir considerable de los flujos y de las considerables diferencias de presión.

Ejemplos

En una locomotora de vapor, el vapor de escape de los cilindros se dirige a una boquilla que apunta hacia la salida del embudo. Esto dibuja el humo a través de la caldera y la sopla el embudo de conversión, permitiendo que el aire fresco se dibujan para la combustión. http://en.wikipedia.org/wiki/Blastpipe

Otro dispositivo que se utiliza en los motores de vapor es el inyector, que utiliza el vapor de la caldera caldera con bomba de agua de alimentación (un poco contradictorio, la presión alcanzable es mayor que la presión del vapor que se usa!) http://en.wikipedia.org/wiki/Injector

En los laboratorios de química, un dispositivo similar que utiliza la velocidad del agua del grifo para producir un vacío en el interior dessicators (para muestras secas) y para la filtración

En la industria, eyectores de vapor se utilizan para mantener un vacío, por ejemplo en el condensador de una central eléctrica de la caldera (hay una posibilidad de que una pequeña cantidad de noncondensable gas puede entrar en el sistema.)

Carburadores uso de este principio para la mezcla de aire y combustible. El mayor flujo de aire, la reducción de la presión, y la más combustible es aspirado. http://en.wikipedia.org/wiki/Carburetor

Estos dispositivos se denominan eyectores, eductors,o (algo unspecifically) venturi dispositivos.

Física subyacente

El principio aquí es la conservación del impulso. La energía mecánica, sin embargo, no es necesariamente conservadas. Correctamente diseñado, largo de venturi pueden lograr eficiencias razonables, pero muchos de los dispositivos que funcionan según este principio no necesitan ser especialmente eficiente, y gran parte de la energía mecánica se disipa en forma de calor por la fricción.

El Dyson Air multiplier mencionado en la otra respuesta se ve bien y es notablemente más silencioso que otros fans (yo he visto uno trabajando en exhibición en una tienda por departamentos). Pero no es eficiente. Acelera una pequeña masa de aire a una velocidad alta, y luego se mezcla con el aire ambiente para producir una gran masa de aire a baja velocidad.

La conservación del momento: m1*v1 + m2*v2 = total m * combinado v

A la hora de calcular la energía cinética de las corrientes, se hace evidente que, a menos que el dispositivo está diseñado para garantizar las velocidades de las dos corrientes sobre el mismo en la mezcla de punto, una gran cantidad de energía cinética m*v^2 / 2 se desperdicia.

El principio de Bernoulli puede ser utilizada para los cálculos de la arrastrado la corriente es muy pequeña en relación con el flujo principal.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X