Вихревой свисток
Вставка
- Опубліковано 9 вер 2024
- Звук в вихревом свистке создаётся за счёт формирования вихря в выходном сопле. Частота этого звука прямо пропорциональна объёмному расходу воздуха, что позволяет использовать вихревой свисток в качестве расходомера.
Ключевые слова: закон сохранения момента импульса, vortex whistle.
B. Vonnegut, “A vortex whistle,” Journal of the Acoustical Society of America,
vol. 26, no. 1, pp. 18-20, 1955.
U Kristiansen, M Amielh “Measurements on a little known sound source - the Vortex Whistle” arxiv.org/pdf/...
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass...
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
![Гибкие механизмы лучше [Veritasium]](/img/n.gif)
Сделайте видео о вихревых трубках на эффекте Ранке. Пожалуйста. Это неверотяно простое и парадоксально удивительное устройство.
Можно было бы добавить на вход туман с туманообразователя и посмотреть на выходящий воздух. Или на выход приспособить кольцо с раствором для мыльных пузырей, и посмотреть будут ли вращаться образующиеся мыльные пузыри.
Вейпера найти в универе должно быть несложно
Курильщика
эти "пузыри" будут разлетаться со скоростью 30 м/с.
Торчка с "бульбулятором"... 😆
Дым от сигареты пустить - и уже будет визуализация воздушного потока.
4:17 "Давайте дунем!" - с этого момента материал начал усваиваться намного легче.
Если не дунуть, магия не получится 🙂
А я думал это я оставиляю неприемлемые комментарии на образовательном канале, под летними опытами со шлангом. А тут и своих наркоманов достаточно 😏😂
Ахахахахха)))
Этот свисток один к одному использую для полива рассады цветов. Только без выходной трубки. Вода конусом разбрызгивается на 5 метров. Этот разбрызгиватель воды называется "Улитка" и в магазине "Порядок" стоит около 50 рублей.
50 лет назад мой батя делал такие их металла, только в центр еще ставился конус для увеличения скорости потока. Так же учил меня как делать "судейский" свисток из упаковочной оббивочной (для деревянных ящиков) ленты из жести. После войны мальчишки знали много хитростей наверно раньше Воннегута. :))
Я думаю разгадку самого звука надо искать в вихревых свистках у которых нет никакой выходной трубки и есть шарик из твердого материала внутри большого барабана. Говорят, что этот шарик служит системной очистки полости свистка, но я думаю это миф. Думаю этот шарик выполняет роль дополнительного препятствия для входящего потока воздуха и создания из него *ещё более турбулентной* струи на выходе. Так же у этих свистков выходная щель, которая заменяет трубку из опытов, срезана под касательным углом у самому барабану, это тоже не может быть просто придурью. Моё предположение, что турбулентный поток воздуха заставляет совершать микровибрации *всю конструкцию свистка* и особенно ту часть свитка которая стоит на выходе потока воздуха. Турбулентная струя воздуха с большой частотой бьёт по корпусу и он вибрирует и бьёт по воздуху снаружи свистка, это воздух уже бьёт нам по барабанным перепонкам и мы слышим звук.
Сколько невероятного кроется в привычных нам вещах если посмотреть на них пытливым взглядом. Спасибо огромное за Ваш труд!
Согласен с вами.
А "благодаря" реформам нашего образования, этого невероятного будет появляться всё больше и больше.
@@YouTubSergey А благодаря СВО удивляющихся становится все меньше и меньше.
@@QuiverNAY Малоросская область долго этого добивалась...
Очень интересные и для меня глубокие эксперименты, заставляют задуматься))) Спасибо! Вот бы так в школах преподавали.. Низкий поклон
Ага а то я ничего не понимал
4:17 "Давайте дунем" - это конечно огонь! Я сначала хотел написать коммент про пунктир на схеме - он поломал мне мозг, но после этого - настроение поднялось и пунктир перестал меня волновать :)
Ну, следующая тема должна быть трубка Ранка! :)))
Очень интересно) Спасибо) Возможно создаются колебания внутри банки. Струя воздуха будучи вихрем, сжимается и разжимается в объёме банки что и создаёт колебания. Пульсирующий вихрь внутри банки так сказать. Диаметр вихря постоянно меняется, но в определённых диапазонах. Ограничением диаметра выступают стенки банки.
10:05 Хитрая улыбка говорит, что происходит что-то другое :)
Вода липнет друг к другу и диапазон скоростей молекул жидкости не такой большой, как в газе. Вероятно воздух выходит другой конфигурацией.
И, конечно, нельзя не приплести вихревое турбулентное движение, которое может объяснить удары.
Образование прерывания происходит в выходной трубке, где вращающийся воздух двигаясь на выход разбивается на отдельные вихри - кольца. Хотя они все вращаются поперечно в одну сторону (тормозясь стенкой), но относительно друг друга между собой вращение встречное. Это создает прерывание. Это как кольца дыма, но здесь кольцо за кольцом и слиться вместе не могут, так как слои обращенные друг к другу вращаются в противоположные стороны.
Нет там никакой вихревой оптимизации, там чёрте что происходит. Вихри пытаются образоваться толкаются и бьются друг о друга.. Отсюда и звук.Никаких продольных , никаких колец и в принципе тут нет. Это как лопасти у вертолёта хлопают.
Хорошая работа. Но в выводы на мой взгляд несколько поверхностны, жизнь немного посложнее устроена. Замечание 1: А что линейный поток воздуха разве не свистит? (что сомневается открутите ниппель на колесе). Замечание 2: Эксперимент с водой супер, но разве вам в глаза не бросается что как то скорость вращения потока минимум раз в 10 меньше ожидаемой из вашей формулы? Замечание 3: Ну и как сюда вписываются 3КГц? Если что-то воздушное (а не твердое тело) будет свободно вращаться с такой скоростью его разве не обязаны разорвать отцентробежные силы? Тогда что вращается с в потоке газа с такой огромной частотой-то? Так что физика свиста намного сложнее чем нам бы хотелось. Начнем с того что, является фактом что ламинарный поток воздуха тоже будет свистеть, для этого всего лишь достаточно что бы его скорость была от скорости звука и выше (поток испытывает скачек уплотнения, из-за неоднородности воздуха возникает нестабильность, возникают завихрения, и вот эти микровихри и шумят, причем шумит не их вращение, а пульсация их поверхности). Что бы поток набрал нужную скорость его можно или разогнать тем или иным способом, или он разгонится сам если создать достаточный перепад давления (если в вашей автопокрышке от 1.8атм и более - свистеть будет, менее - только шипеть в следствии тоже завихрений, но на срезе выходного отверстия). Если есть время и желание на вашем свистке вы все это можете увидеть и показать в театре теней дополнив свисток помимо пылесоса еще и листом бумаги с лампочкой за ним. Причем зависимость частоты звука от скорости будет тоже линейная, потому что любое тело (в том числе и поток газа) движущееся в воздухе создает волны де Бройля, частота которых зависит только от площади его поперечного сечения и скорости (чем быстрее движется пуля, тем выше тон ее свиста) и не зависит от формы и обтекаемости. А в вихревом свистке все куда сложнее и интереснее, там происходит примерно то же самое что и в нейтронной звезде (не зря космос называют лабораторией для нищих, если нет денег на эксперимент - поднимите голову и посмотрите туда, нечто похожее на нужное вам там скорее всего найдется), там вращательный момент частиц из диска обжатых силой гравитации трасформируется в сверхскоростой джет, в свистке все аналогично, да вы правы, воздух получает первичный вращательный момент в большой улитке, затем обжимаясь к центру в полном соответствии с приведенной вами формулой сохранения момента вращения увеличивает свою скорость вращательного движения, но дальше попадая в трубку уже в соответствии с законом сохранения энергии происходит трансформация скорости вращательного движения (плюс немного подсжавшись он еще и поднагрелся, запас часть энергии в тепло, которую получив возможность расширяться тоже потратит на разгон) в увеличение скорости поступательного движения, и поток берет тот самый порог скорости после которого шипение становится свистом. Если вы увеличите длину выходной трубки (вращение потока погасится трением о стенки) или вставите в нее ребра (искусственно убрав вращение потока) то ваш свист все равно никуда не денется. Еще раз спасибо за ваш труд. Он саздает повод задуматься и искать ответы.
Это очень здорово. Одно из окружающих нас подобных устройств это циклон (особенно для промышленности - неотъемлемый элемент). Я хорошо знаю нюансы их работы, но о таком преобразовании скорости не задумывался. Мне очень понравилось!)
Ответ: думаю звук появляется в связи со срывом потока по выходу из патрубка. Чем больше давление воздуха, тем выше скорость и соответственно сильнее этот срыв. Думаю звук можно очень хорошо усилить, если добавить флуктуации в скорость потока
Например, поместить в камеру свистка шарик.
Учітель ти лучший)
Предполагаю, что отверстие выходной трубки невозможно сделать идеально ровным, поэтому воздух не разлетается идеальным конусом, на окружности находится как правило одно место, где воздух задерживается, а затем срывается. Видимо, для усиления звукового эффекта трубки известного музыкального инструмента орган спиливаются примерно под углом 45 градусов.
Прям интересно про свистки было недавно, особенно на чайниках
Классно дуете , 4:20 !
Благодарю за видео. Раз зашли в вихревые потоки, просьба рассмотреть эффект Ранка-Хилша. Спасибо)
Хорошо бы, изменяя длину выходной трубки, показать её влияние на частоту! Выходная трубка является акустическим резонатором, что должно оказывать существенное влияние на согласование источника сигнала с окружающей средой! Был бы интересен опыт с изменение ширины самой банки!
Не могу согласиться, что трубка является резонатором.
Да, мы не испытывали трубки разной длины. Но мы испытывали разные скорости потока *с одной и той же трубкой.* Если бы трубка была резонатором, частота не зависела бы от скорости потока.
Поскольку раскрученная струя движется по стенке отверстия то вероятно в центре происходит обратное движение воздуха тк вихревой поток производит разряжение в центре циилиндрической камеры. Ну а поскольку эти процессы происходят порционно а не постоянно то и выход потока из отверстия и вход в него не постоянны и прирываются с частотой зависящей от скорости потока. Таким образом создается "ударная" волна - за счет торможения и разгона воздуха.
При переходе газов с области высокого давления в область низкого давления всегда издается звук. Если делать переход плавным, то звук сильно уменьшается. Возможно это при встрече газов разных скоростей боле быстрый раскручивает по кругу боле низкий по скорости газ, отсюда и звук
Я думаю, что звук получается от турбулентности на самом срезе выxодной трубки. Звук не чистый тон, слышно шипение, это признак турбулентности, к тому же на малыx скоростяx нет турбулентности и нет звука. И свист здесь совсем не из-за вращения выxодящей струи, а из-за большой линейной скорости потока на срезе, где резко меняются условия течения, так свистят и провода на ветру
Классный ролик, спасибо! В комментариях пишут про разность давлений, выходного потока и среды. Кажется это верное направление ответа
Звук образуется в выходной трубке. Частота зависит от внутреннего диаметра этой трубки. Волна звука - продольная. Процесс появления звука связан с тем, что круговое движение воздуха создаёт в выходной трубке области повышенного и пониженного давлений. Чередование этих областей создают продольную звуковую волну, которую мы слышим.
Может на "первом витке" вращающийся воздух перебивает поступающий воздух из трубки. Отсюда и звук.
если водяной конденсат тяжелее углеводородного масла, то маленькие турбинки могут быть подвешены к экономично смазываемому наэлектризованным масляным туманом магнитомягкому ферромагнитному потолку при посредстве дипольно намагниченных неодимовых хромированных шарей
спасибо Вам большое!
Предположу что с указанной частотой происходит срыв и выравнивание воздушного потока на концах стенок свистка.
👍👍👍
Вообще струя создает скорее всего нечто типа "водоворота" внутри. Потому как... ну... ничто не заставляет ее быстро раскручиваться и выходить через данное отверстие. С тем же успехом воздух из центра мог-бы выдавливаться давлением и без всякого вращения. Что-то по типу того, как выливать воду из бутылки. Легонько крутнул - а дальше оно уже само. Достаточно задать настроение и поток жидкости подпитываясь силой тяжести вращается уже гораздо быстрее чем было задано.
Толчки могут создаваться таким образом эффектом накачки. Внешнее давление не дает воздуху выходить из этой трубки до тех пор, пока не хватит энергии его вытолкнуть. После выталкивания давление опять сравнивается и снова нужно подождать. Это и порождает колебания.
Давайте дунем! от Андрея особенно звучит)
Фронт входящего потока воздуха, пройдя полный оборот вдоль стенки цилиндра, "запирает" вход, прекращая поступление воздуха. Когда "хвост" этого потока пройдет мимо входа, вход отпирается, и цикл повторяется.
ещё Амаяк Акопян, в моём детстве говорил:
- А сейчас надо обязательно дунуть. Если не дунуть - никакого чуда не произойдет
Трение воздуха о внутренний край выходной трубки создаёт звук. По такому принципу звучит музыкальный инструмент флейта. Струя воздуха трётся о край отверстия флейты, появляются колебания и соответственно звук. Мы постепенно открываем отверстия на трубке флейты, длинна трубки уменьшается и звук становится выше.
Если подуть внутрь пустой бутылки, направляя струю воздуха через край бутылки, то тоже появится звук. Чем больше пустоты в бутылке (объёма), тем ниже будет звук.
Вопрос, в самом деле, непростой. Здесь есть автоколебательный процесс, значит, какие-то нелинейные эффекты в газе. Мы знаем, что если открыть кран в сосуде под давлением, то струя выходит со звуком. Здесь, возможно, то же самое.
Коль скоро воздух выходит конусом, как вода, то вот он и отталкивает окружающий воздух наружу конуса. А следующая порция приходит в созданную предыдущим толчком область разрежения и не встречает сопротивления. Нружный воздух устремляется в эту же область, вот и возникли колебания.
Если скорости входящего и выходящего потоков равны, то откуда берётся энергия на закрутку воздуха?
звенья цепи на входе и выходе звёздочки у велосипеда двигаются с одинаковыми скоростями ...
@@userbill3236 и что?
Это правильный вопрос. Эта энергия берётся за счёт разности давлений во внешней и внутренней областях того исходного вихря, который крутится внутри банки. Ведь давление внутри вихря всегда ниже, чем в его внешней области. И именно эта разность давлений вынуждает воздух двигаться по окружности. А когда вихрь вылетает в выходную трубку, воздух из внешней области банки летит к меньшему радиусу и ускоряется. Вообще говоря, это тот же самый процесс, что и раскрутка фигуриста, когда он прижимает к себе руки.
А что, плотность воздуха остаётся постоянной? В теоретическом описании, как я понял, "ро" приняли за константу.
По поводу главного вопроса, что является причиной звука: если корпус свистка устойчив к вибрациям, то, вероятно, остаётся думать только на сам воздух, колебания плотности/давления воздуха в свистке
На скоростях, заметно меньших скорости звука, изменение плотности воздуха несущественно.
Красиво! Попробуйте сделать передачу на удивительное явление- почему легкие машины типа матиза ( 900-110кг) тормозят и поворачивают эффективнее чем более тяжелые спортивные полноприводные машины. например на ледяной трассе где нет возможности использовать всю мощность мотора достащик пиццы на задрипанном матизе прекрасно объезжает тяжелые ( 1700-2000кг) ауди и мерседесы... ведь коэффициент сцепления на трассе для всех одинаковый. с торможением на асфальте та же ситуация - мелкая женская машинка может остановится при экстренном торможении быстрее тяжелого седана.
Благодаря тому ,что скорость вихря в выходном патрубке многократно увеличивается, давление в центре вихря падает, (надо понимать ,что вихрь это криволинейные движение воздуха в котором давление уменьшается от края вихря к центру) и сюда устремляется воздух из окружающей среды с атмосферным давлением восстанавливая на короткое время давление в центре , в результате стабильность вихря нарушается, и возникают колебания воздуха которые и дают акустическую волну.
Такое устройство устанавливали в качестве глушителя на мопед во Франции в 40 -х гг.
А может, вращающаяся струя действует как проблесковый маячок? В нём лампа горит постоянно, зато вращается зеркало. И мы видим вспышки.
надо дунуть в створе шлиреновского зеркала и зарегистрировать на камеру, имеется ли расширение потока по конусу на выходе из устройства, как это было в опыте с водной струей.
Это было бы красиво. Только у нас такого зеркала в своём пользовании нет.
Опыт с водой весьма показателен, можно видеть количество гармоник - сгустков похожих на косички.
Предположу, что высокая окружная скорость в выходной трубке приводит к падению давления в ней, согласно закону Бернулли.
Из-за этого атмосферный воздух увлекается снаружи в выходную трубку, запирая свисток.
Затем давление в свистке возрастает, т.к. нагнетание воздуха ртом не прекращается. Свисток отпирается. И так далее, с частотой 3 кГц.
А почему дверные петли так громко скрипят?Сверчёк невелик а тоже на всю округу "гремит".Как?
Такое впечатление, что на конце выходной трубки происходит периодическое схлопывание внешней воздушной среды, которое создает как бы пробку. Эту пробку прорывает поток из выходной трубки, когда давление в ней превысит внешнее давление. И этот процесс постоянно повторяется. Чем больше скорость воздуха на входе, тем быстрее происходит прорыв выходной воздушной пробки и тем выше частота звука.
Хм это так же полезно использовать для агрессивных газовых сред, ведь звук снимать можно через "инертную" мембрану. Крутой эффект который имеет практическое значение не только для измерения объёма лёгких.
P.S. так же этот измерительный прибор не создаёт сопротивление потоку насколько я понял. А иногда это важно.
Ну как же он может не создавать сопротивления, если львиная доля напора переходит во вращение, которое потом после выхода гасится, переходя в тепло?
@@tomankt не думаю что можно сравнивать сопротивление этого устройства и крыльчатки измеряющей поток. Правильнее было бы обратить внимание на точность измерений. Достаточно ли точно будет измерение для промышленности.
P.S. это как брать в расчёт повышение давления в чайнике и как следствие увеличение температуры кипения. Оно же происходит? Но мы пренебрегаем этим
А что Вы предполагаете делать с "агрессивной средой", вышедшей из свистка?
По поводу ускорения вращения. Не понял почему скорость должна увеличиться. При уменьшении радиуса наоборот линейная скорость уменьшается всегда. Внешний радиус должен вращаться быстро, он раскручивает внутренние слои, но всегда есть потери, значит ближе к центру скорость вращения будет меньше. Даже угловая скорость, не говоря уже про линейную. Взять ураган на море. Внешнее кольцо вращается очень быстро, но в центре бури всё спокойно, там едва заметный ветерок. Если бы вращение происходило из-за высасывания воздуха через боковую трубку, тогда да (правда непонятно с чего начнётся вращение), в центре воздух вращался бы быстро, он начинал вращать внешние слои, но опять же, из-за потерь, внешние слои вращались бы медленней. Но у нас-то наоборот мы вдуваем через касательную трубку, а не высасываем через боковую.
Давайте дунем - это пять!
Свист образуется снаружи:
воздух вылетает конусом (как лейка),
цепляя за собой «стоячий» воздух образует завихрения,
которые «катятся» в обратную напору сторону,
так вот эти завихрения, «скатившись» по внутренней стороне напора воздуха
образуют к центру огромное давление,
которое в определённый момент начинает резонировать , нагнетающиеся завихрения чередуются с выхлопами по центру избыточного давления,
образуя слышимые человеку звук. К в эксперименте измеренной частоте наверное можно прийти и как-то математически, используя в формуле и скорость звука в воздухе.
Интересный эксперимент с водой. По форме конуса можно рассчитать частоту вращения водяного потока на выходе.
Вы с какой планеты) Не в обиду, каким образом это можно рассчитать?
@@user-ci9jx1tc3h с КаПэкс1915....элементарно. как рассчитывается траектория вращавшегося на веревке груза, у которого веревка оборвалась.... примерно 6 класс школы
Очень круто использовать простейший свисток и смартфон для определения объёма лёгких. А какая там точность?
@@mshigaev1564 Пикфлуометр измеряет пиковый расход воздуха. А это устройство вкупе со смартфоном записывает зависимость мгновенного расхода от времени. Интеграл от мгновенного расхода - это и есть полный расход, то есть объём лёгких.
@@mshigaev1564 А я о том, что с помощью такой штуки можно измерять и пиковый выдох, и объём лёгких
Вероятнее всего при движении воздуха где-то возникают его колебания. Эти колебания, например, могут возникнуть в узкой выходной трубке. Колебания воздуха ведут к пульсациям его общего движения и к возникновению звука.
это же свисток Теслы )
Или Виктора Шаубергера:)))
@@schetnikov такой свисток вырабатывает 800+% КПД и на эти халявные КПД слетаются все НЛОшки.
Спасибо за очередной познавательный ролик.
А можно вопрос не по теме, из области "физики караванных стоянок"? 8-)
Подумалось, что энергосистема человечества - все эти провода и токи - она же находится в движении из-за суточного вращения планеты. Значит, должна излучать. А вот на какой частоте она излучает, каковы потери, и главное - кто оплачивает этот эффект (уменьшается ли кинетическая энергия Земли или увеличивается нагрузка на электростанции)?
Наверно, на частоте вращения планеты
Толчки и собственно звук получаются из-за того, что средняя скорость потока воздуха (получаемая из угловой и линейной скоростей) сохраняется примерно одной (чуть снижаясь разумеется из-за трения), а диаметр окружности, по которой движется вихрь всё время уменьшается. Таким образом угловая скорость будет увеличиваться с уменьшением радиуса окружности, по которой движется поток с почти сохраняющейся линейной скоростью, а сам воздушный поток при этом всё время обгоняет себя и набегает сам на себя и издавая подобные толчки (возможно правильней будет сказать даже трение частей воздушного потока друг об друга) и как следствие формируя звук, частота которого будет зависеть от разницы между угловой скоростью в начале вихревого движения внутри цилиндра и на выходе из сопла. По-идее если сделать устройство, которое будет изменять диаметр сопла или цилиндра, получится музыкальный инструмент на основе вихревого свистка...
Возможно после срыва вращающегося воздушного потока при выходе из трубки, происходит дальнейшее образование кольцеобразных торов, наподобие колец из дыма или из воздуха под водой.
Энергия потока воздуха и потока вихря перпендикулярны друг другу. Тоесть в этих кольцах так называемых торах, создаётся отдельная полость в сердцевине пониженного давления как в торнадо, что приводит к разделению потока на отдельные кольца, уже в самой выходной трубке чередуются зоны повышенного и пониженного давления, что при выходе из трубки приводит к их схлопыванию, частота этих микрохлопков и определяет частоту звука, либо торообразеые кольца не схлопываются, а расширяясь бьют об относительно инертный воздух..
Как-то так мне нарисовала моя фантазия..
Интересно как оно на самом деле..
Атас) Это фантазия или всё-таки чем-то подкреплены выводы?)
@@user-ci9jx1tc3h пока, что только воображение, подождем, что скажет Андрей Иванович..
Если эти представления верны, то у свистка должны быть ограничения по максимальной частоте звука упирающиеся не в скорость ветра а в плотность воздуха и атмосферное давление..
Частота такого звучания не сможет стремиться к бесконечности при увеличении входного потока стремящегося к бесконечности..
Где-то предел быть должен..
Похожая конструкция у разбрызгивателей воды, но без выходной трубки.
При построении модели нужно также учитывать т.н. Парадокс чайного листа. Часть потоков воздуха двигаются по оси банки в направлении от отверстия
Я считаю, что звук появляется на первом условном провороте воздуха по цилиндру, когда поток, прошедший практически полный круг сталкивается с входящим потоком и разбивается о него. Дальше не трудно представить, что подобное повторяется ещё много раз, отсюда и звук. Может быть, если немного наклонить входную трубку и постараться сделать это устройство максимально плавным для потока воздуха, можно минимизировать звук, засчёт того, что воздух будет протекать практически ламинарно. Но это в теории - на практике наврятли это значительно повлияет на звук. Вот так вот, такие мысли.
Турбулентный способ образования звука предполагает: 1) наличие сужения на выходе воздуха, 2) увеличение скорости воздушной струи, 3) разбитие этой струи на фрагменты-вихри, из-за которых быстро и нерегулярно меняется давление, которое и воспринимается как звук - свистящий либо шипящий.
4:18 "а давайте!" сказал бы Snoop dog.)))
тут начался пиар тороидального пропеллера, хотелось бы услышать от вас что то про него))
Важно ли, что выходной канал перпендикулярен входному потоку?
Что он соосен вихревой камере?
В рассуждениях геометрия представлена только двумя параметрами (радиус камеры и канала). Значит ли это, что остальные не важны?
Будет ли свист, если мы имеем конусную камеру: дуем по касательной у основания и слушаем звук, выходящий из вершины?
Что до издаваемого звука, то турбулентность "звучит" сама по себе. А мы имеем резонатор в виде уамеры и в виде канала. Плотность воздуха можно прикинуть, из неё скорость звука, а размеры дадут длины волн. Влияние плотности, думаю, можно увидеть, закрывая/открывая выходное отверстие. Должны "выплёвываться" другие частоты. Ну а поменять размеры резонатора само собой. Тут даже интересно, что работает: диаметр или ширина.
Наверное принцип такой же как и у спортивного свистка. В спортивном свистке выходящие потоки разделяются на 2 части, одна выходит на ружу сразу, а вторая через некоторый промежуток времени прерывает первый поток, и это циклическая история. В данном же случае прерывается входящий поток из первой трубки, когда поток внутри большого барабана делает круг. Я думаю, что частота в 3000 Гц - это частота вращения воздуха именно в барабане.
Могу предположить что вращение воздуха в выходной трубке создает давление на ее стенки, чуть-чуть расширяя ее. После чего скорость падает, трубка сжимается и все повторяется снова.
Толчки создают биения стоячих волн, возникающие при взаимодействии разных частот и их гармоник.
Наверное частота генерируется когда воздух переходит из резервуара в сопло.
Мне кажется, что всё дело во вращении и центробежных сил действующих на воздух, идёт срыв патока на срезе банки и выходной трубки, из за сжимаемости воздуха от центробежных сил, воздух отбрасывает к стенкам а потом он устремляется на выход и это циклический процесс от сюда и свист.
Длинна выходной трубки задает частоту звука , там и происходят колебания
Ответ на последний вопрос: звуковые колебания возникают из-за срыва потока вращающегося внутри камеры, срыв происходит из-за входной трубки засунутой по касательной до середины камеры.
А мне кажется ,это от того что узкий проход воздуха,ведь когда сквозняк летит в окно ,нет шарика,а некий звуковой гул есть.
Здесь может срабатывать вихревой холодильник, разделённые по температуре потоки соединяются в выходной трубе, где и резонируют.
Толчки или колебания ? Я думаю , давления атмосферного воздуха (не воздушного потока) внутри конуса и вне конуса разнятся . Давление воздуха внутри конуса падает , вследствие этого угол вершины конуса уменьшается , значит пневматическое сопротивление на выходе из цилиндра падает , скорость воздуха на выхоле увеличивается , угол вершины конуса растёт . Именно эти колебания на вершине конуса в виде звука мы слышим . Правда , тогда скорость звука будет расти "бесконечно" и в некоторый момент частота колебаний выйдет из диапазона частот звука . Может поэтому при длительной работе воздушного насоса не был слышен свист ?
Есть идея сделать вихревой душ вместо дырчатого.
Здравствуйте, спасибо за ролик!) Видеоролик, конечно)
По поводу вопроса, думаю (предпологаю), что выходящий завихренный воздух вызывает резонанс в выходном сопле-корпусе свистка отчего и получается свист. Примерно также, как если бы подуть сверху голышка пустой бутылки.
Выход на финальный вопрос просто идеален!!!
10:53 Вращающаяся масса воздуха должна набрать давление для высвобождение части воздуха в боковую трубку. Как происходит сброс, процесс набора давления повторяется. Отсюда и зависимость частоты от расхода.
Тогда почему частота вращения воздуха равна частоте звука?
"Что наносит эти удары?" - вопрос, прозвучавший в конце. То же, что и в свистке флейты, где есть рассечение воздушного потока, срыв его с края поверхности. То же, что и вызывает гул, вой сквозняка в щели под дверью. Но вот вопрос! А если бы выходная трубка имела не одинаковое сечение по своей длине, не один и тот же диаметр, а было бы это сопло, которое дополнительно ускоряет поток, то какие бы свойства изменились у этого свистка? И какое сопло было бы лучше для громкости звука - сопло Лаваля или в виде рупора громкоговорителя?
Возможно воздух периодически всасывается в центр и расходиться. Этот процесс д.б. периодическим а не вихревым т.к. этому должен препятствовать гироскопический эффект из за того что воздух уже вращается по одной из осей.
Эффект "передувания" давно известен духовикам. Дунул сильнее и звук на октаву выше (удвоение частоты), как и в данном опыте. Здесь тоже звук от колебания столба воздуха, как в музыкальной дудке.
Это не совсем так. При передувании частота звука растёт по натуральному звукоряду (сначала на октаву, потом на квинту etc) А здесь частота растёт непрерывно, и она пропорциональна скорости воздушного потока. А ещё передувать можно не за счёт увеличения расхода воздуха, а за счёт увеличения натяжения губ.
Здравствуйте. Объясните с точки зрения физики зачем и в каком количестве нужен "пеноплекс" между землёй и тёплым полом для полов "по грунту"?
Ведь тепло поднимается вверх и соответственно сильно ниже трубок тёплого водяного контура в стяжке пола тепло опускаться не будет.
Второй вариант.
Есть подвал, далее пустотелые плиты перекрытия и далее стяжка с трубками тёплого пола. Нужно прокладывать утеплитель между плитой перекрытия и стяжкой тёплого пола?
Третий вариант.
Как повлияет теплопередача на глубину закладки трубки теплого пола? Может быть эти трубки укладывать на глубину 2-5 см? Но на такой глубине скорее всего не будет равномерности прогрева пола.
Спасибо за уделённое время.
если бы тепло "поднималось" вверх, то вы смогли бы залить в кипяток в железную кружку и держать её за дно, что очевидно не так. Теплопередача происходит во все стороны. Не путайте с конвекцией.
Чтобы землю не греть за счёт теплопроводности.
Если взять тонкую гофру для укладки электропроводки и подуть в неё то будет очень интересный свист. Попробуйте объяснить :)) Дело в геометрии.
Столкновение выходящего воздуха с воздухом комнаты создает трение воздушных масс
А можно ли визуализировать, запуская в прозрачный свисток дым?
Длина входной трубки не имеет значения, а длина выходной трубки принципиально влияет на звук!!!)
Какой будет звук, если вместо выходной трубки будет просто отверстие?
Если камера снимает 1000 кадров в секунду, а частота звука и предполагаемого вращения вихря в 3 раза больше, стоит вспомнить про теорему Котельникова.
Поясните пожалуйста для непонятливых, причём здесь теорема Котельникова? без шуток
@@user-ci9jx1tc3h видео это дискретный сигнал: набор кадров, снятых через равные промежутки времени. Говорить о том, что вертушка делает оборот за 5 кадров нужно осторожно. Она может крутиться гораздо быстрее. Вспомните как выглядит в кино колесо телеги при разгоне.
Поливаю огород такими свистками очень хорошо разбрызгивают воду
Не совсем верно о равности скоростей входящего и выходящего потока. Входящий поток движется поступательно, а выходящий поступательно и вращательной, причем, кинетическая энергия вращательного движения больше. Учитывая что кинетические энергии должны быть равны на входе и выходе за минусом потерь при турбулентном движении и трении, то поступательная скорость на выходе явно будет меньше чем на входе
И почему ВИХРИ а не ВИХРЬ?От чего зависит количество лучей этого вихря?
На эту тему объясните принцип механической сирены ГО
Хм. При таких скоростях вращения влздкх должен давить на стенки выходной тркбки довольно сильно. А когда трубка кончается, он начинает давить на воздух снаружи. Может в этом дело?
Может, толчки связаны с ударом воздуха из входной трубки об воздух в барабане, который уже сделал круг и немного притормозил за счёт трения?
если воздух действительно вращается с такой частотой, то получается что в отличие от воды, воздух сохраняет фазу начального вдува по касательной, и на выходе имеется не конус, а вращение струи по конусу с указанной частотой. значит громкость будет зависеть от вязкости , от формы свистка и пр.
а если маленькую трубку убрать, и оставить просто отверстие?
Если поместить в свисток горошину, свист станет гораздо четче. А как это объяснить?
он станет прерывистым и эти биения лучше слышны на фоне шумов.
@@sergeyv.voronin3053 Помещая горошину, мы тем самым сужаем трубку, так ведь? На фоне шумов... а шумы это что в нашем случае?
@@user-ci9jx1tc3h Шумы -- это окружающая обстановка. Сузить трубку можно и просто уменьшив диаметр, а тут именно подвижный шарик ради биений.
Реактивный двигатель тоже свистит.
Я думаю это как-то связано с расширением воздушной массы на выходе...
Наверно от давления как то связано само возникновения звука и по краям выходного отверстия будет как ударная волна звуковая расходиться постоянно, что то вроде выстрела из огнестрельного, интересно было бы шлирена метод и посмотреть как воздух выходит для визуализации