Ученые из Кембриджского института разобрались с процессом звукообразования в свистке кипящего чайника.
Они утвержают, что так им удалось решить 100-летнюю физическую делему, поставленную в "Теории звука" Джона Уильяма Стретта, известного как Лорд Рэлей. Статья исследователей показалась в издании Physics Of Fluids.
Короткое изложение работы приводится на веб-сайте института.В рамках исследования ученых заинтересовывал ток в камере, являющейся широкий цилиндр с дырками в основаниях. Исследователи сделали серию опытов (В общем итоге работа заняла четыре года), после этого выстроили две модели, обрисовывающие происхождение звука. Эти модели применимы для разных чисел Рейнольдса Re – одна для Re 2000, 2-ая для Re 2000.Числа Рейнольдса являются ответственной безразмерной чёртом тока.
В данной определенной задачке числа зависят от физических особенностей воды или газа, формы и иных причин и параметров свистка. Но в случае если ограничиться паром и свистком определенной формы, то с огромной толикой достоверности можно считать, что числа Рейнольдса зависят от скорости тока.Как выяснилось, при скорости ниже критичной, источником звука являются колебания застрявшего меж 2-мя пластинами воздуха. Схожий механизм, по словам ученых, несёт ответственность за происхождение звука в бутылке, в которую дуют в горлышко (соответственная математическая модель называется резонатором Гельмгольца).
Приметным фактом есть то, что в довольно широком спектре скоростей тональность появляющегося звука постоянна. Вместе с этим тон определяется физическими чертями самого свистка.В случае если скорость тока выше порогового значения, то звук возникает совершенно по-второму. Ток пара, проходя через первую дырку свистка, испытывает возмущение. В силу своей непостоянности он начинает распадаться на отдельные куски так же, как распадается на отдельные капли струя воды из садового шланга.
Хоть какой такой кусок ударяет по 2-ой стене свистка, вызывая ее колебания.Эти колебания со собственной стороны приводят к образованию паровых воронок. Эти воронки и являются источником звуковых волн.
Любопытно, что при таких критериях также имеется одна основная частота. 1-ый механизм, по словам ученых, несёт ответственность за свист закипающего чайника, а 2-ой – за свист уже кипящего.По словам исследователей, не обращая внимания на кажущуюся несерьезность их работы, она может найти самое обширное внедрение. Модель свистка, которую применяли физики, подходит для описания огромного количества реальных физических процессов, например, звуков в водопроводных трубах, совокупы вентиляции, авто глушителях, фенах и других.
Новые результаты могут оказать помощь избавиться от противных звуков.