Questa mattina ero seduto ad un tavolino
di un bar e avevo accanto uno di quei ventilatori senza pale.
A differenza dei comuni ventilatori non
hanno le classiche pale e apparentemente non ci sono organi in movimento.
Il design è altamente tecnologico e
(anche se tutto sembra fermo) l'aria viene aspirata dalla parte bassa del
ventilatore (che fa anche da supporto) tramite una turbina elettrica e viene
iniettata a forte velocità nell'anello circolare sovrastante che funge da
espansore e da qui viene poi inviata all'ambiente esterno, dopo aver sfruttato
particolari effetti aerodinamici interni.
Il flusso d'aria costante, direzionale e
uniforme sfrutta il cosiddetto Effetto Coanda.
Come funziona
In sostanza, l’aria aspirata dal motore posto alla base, viene emessa quindici volte più velocemente.
Nel cerchio vuoto
si forma una sorta di mini tornado. Ogni secondo vengono espulsi circa 400
litri d'aria.
Presso il centro di ricerca e sviluppo
Dyson, nel Regno Unito, James Dyson ha sviluppato il suo «Dyson Air Multiplier»
che si rifà in parte ad un altro suo prodotto di successo: l'asciugamani ad
aria Dyson, progettato nel decennio scorso, ha la caratteristica di
asciugare le mani in pochi secondi ed utilizza fino all’80% in meno di
energia rispetto agli asciugamani ad aria calda. Il prodotto è presente oggi in
molti bagni di scuole e uffici.
L’effetto
Coanda è la tendenza di un getto di fluido a seguire il contorno di una
superficie vicina. Henri Coanda lo brevettò
nel 1936.
Il fluido, muovendosi lungo la
superficie provoca attrito, che tende a farlo rallentare. La resistenza al
movimento del fluido viene applicata però solo alle particelle di fluido
immediatamente a contatto con la superficie. Le particelle di fluido esterne, a
causa delle interazioni molecolari che tendono a tenerle unite a quelle
interne, cambieranno direzione dunque verso di esse a causa della differenza di
velocità, facendo quindi aderire il fluido alla superficie stessa.
L'effetto può anche essere dimostrato
matematicamente a partire dall'integrazione delle equazioni di Eulero nella direzione normale a una linea di flusso
curva.
 |
| Equazioni di Eulero |
Dove ρ è la densità del fluido, u la sua velocità, P
la pressione, Et l’energia
totale per unità di volume.
Le prime due equazioni del sistema
descrivono il bilancio della massa (equazione di continuità) e della quantità di moto in un fluido.
Le equazioni di Eulero trascurano la
viscosità del fluido.
Quando questa assume rilevanza, la forma generale delle
equazioni del moto di un fluido è data dalle equazioni di Navier-Stokes, che debbono il loro nome a Claude-Louis Navier e a George Gabriel Stokes che le formalizzarono.
La loro soluzione analitica generale rappresenta attualmente uno dei problemi
irrisolti della matematica moderna (i cosiddetti 7 problemi per il millennio) per il quale
vale il premio Clay; soluzioni analitiche particolari si hanno in casi estremamente
semplificati mentre soluzioni approssimate si ottengono tipicamente ricorrendo
a metodi propri dell'analisi numerica e all'uso congiunto del calcolatore.
Problemi per il
millennio
Nessun commento:
Posta un commento