۰ نفر
۵ آبان ۱۳۹۲ - ۱۶:۰۰
حل معمای 100 ساله سوت زدن کتری آب جوش

محققان با حل معمای 100 ساله سوت‌زدن کتری می‌توانند به مهندسان در متوقف‌کردن سوت‌زدن نامطلوب در موارد مشابه مانند لوله‌کشی خانگی یا اگزوزهای آسیب‌دیده خودرو کمک کنند.

ایسنا نوشت:

محققان دانشگاه کمبریج موفق به حل یک معمای 100 ساله در خصوص دلیل سوت‌زدن کتری شدند. این دانشمندان هم‌اکنون می‌توانند به مهندسان در متوقف‌کردن سوت‌زدن ناخواسته و نامطلوب ماهیت مشابه لوله‌کشی خانگی یا اگزوزهای آسیب‌دیده خودرو کمک کنند.

سوت‌زدن می‌تواند در تمامی انواع موقعیت‌ها و هر ساختاری که شامل جریان هوای مشابه حالت سوت‌زدن کتری باشد، رخ دهد.

لوله‌های درون یک ساختمان مثالی بارز از این دست است و اثرات مشابه نیز در درون سیستم‌های اگزوز وسایط نقلیه آسیب‌دیده مشاهده می‌شود و با درک منشا این سوت می‌توان از چنین شرایط ناخوشایندی رهایی یافت.

دکتر آنوراگ آگاروال به همراه راس هنری‌وود نشان دادند چگونه صوت هنگام بالاآمدن جریان بخار از لوله ایجاد می‌شود.

آن‌ها دو مکانیسم جداگانه را کشف کردند که نه تنها صدا ایجاد می‌کنند، بلکه به طور خاصی موجب سوت‌زدن کتری و نه تولید صدایی می‌شود که در دیگر آیتم‌های خانگی از قبیل سشوار رخ می‌دهد.

سوت کتری شامل دو پلیت (صفحه) است که به یکدیگر چسبیده‌اند و حفره‌ای را شکل می‌دهند. هر دوی این صفحات دارای روزنه‌هایی در وسط هستند که به بخار امکان عبور می‌دهد.

گرچه صدای یک کتری توسط تغییرات ایجادشده در شکل‌گیری بخاری که در تلاش برای فرار است، ایجاد می‌شود، دانشمندان دهه‌ها در تلاش برای درک فرایند شکل‌گیری این صوت بوده‌اند.

هنری‌وود و آگاروال فعالیت خود را با ایجاد مجموعه‌ای از سوت‌های کتری ساده‌شده با سرعت‌های مختلف آغاز کردند و صدای تولیدشده را ضبط می‌کردند.

این امر به آن‌ها امکان طراحی فرکانس و بزرگی صدا را می‌داد و داده‌های تحلیل‌شده نیز امکان شناسایی مسیرها را فراهم می‌کرد.

در نهایت، این محققان از تکنیک دو میکروفون برای تعیین فرکانس داخل لوله استفاده کردند.

نتایج نشان داد که بالاتر از سرعت جریان خاص، خود صدا توسط حفره‌های کوچک (نواحی دارای جریان در حال چرخش) تولید می‌شود که در فرکانس‌های خاص می‌تواند صوت تولید کند.

زمانی که بخار از لوله کتری بالا می‌آید، با حفره‌ای در آغاز صوت روبرو می‌شود که از خود لوله بسیار باریک‌تر است. این امر جریان بخار را هنگام ورود به فرایند سوت منقبض کرده و جتی از بخار خلق می‌کند که از خلال آن عبور می‌کند.

این جت بخار ماهیتا مانند جت آب ناشی از یک شیلنگ باغبانی که پس از طی مسافت خاص به قطرات کوچکی می‌شکند، بی‌ثبات است. در نتیجه، زمانی که جت به انتهای سوت می‌رسد، جت بخار دیگر ستون خالص نیست بلکه اندکی دچار اختلال شده است.

این بی‌ثباتی‌ها نمی‌تواند به طور کامل از ناحیه سوت فرار کند و زمانی که به دومین دیواره سوت برخورد می‌کنند، پالس فشار کوچکی را ایجاد می‌کنند.

این پالس موجب می‌شود بخار روزنه‌هایی را هنگام خروج از سوت شکل داده و این روزنه‌ها امواج صوتی را تولید می‌کنند.

هنری‌وود و آگارول همچنین توضیح می‌دهند که چرا این اثر، سوت و نه صدای دیگری را ایجاد می‌کند. علاوه بر این، آن‌ها نشان می‌دهند این مکانیسم به فرایند مشاهده‌شده در پیپ یا فلوت شباهت دارد.

بر اساس توضیحات ارائه‌شده، طی فرایندهای ایجاد صدا، یک فرکانس خاص در میان امواج صوتی غالب می‌شود، زیرا نت صدا توسط اندازه، شکل ورودی و طول لوله تعیین می‌شود و هرچه لوله طولانی‌تر باشد، نت پایین‌تر خواهد بود.

هنری‌وود و آگارول هم‌اکنون در حال مطالعه پروژه‌ای برای تولید دست‌خشک‌کن‌های با سرعت بالا و آرام‌تر هستند و بدین منظور چگونگی تولید صوت توسط جت هوای آزادشده این ابزار را بررسی می‌کنند.

جزئیات این مطالعه در The Physics Of Fluids منتشر شد.

5353

کد خبر 319538

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
2 + 3 =

نظرات

  • نظرات منتشر شده: 23
  • نظرات در صف انتشار: 0
  • نظرات غیرقابل انتشار: 0
  • بی نام IR ۱۶:۲۳ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    151 8
    ما که ی کتری آتیشی سیاه سوخته نیکل داریم نه سوتی داره نه فوتی و نه معمایی!
    • بی نام A1 ۱۹:۳۵ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      29 22
      شما که کتری آتیشی داری حتما اینترنت ذغالی هم داری
    • بی نام A1 ۲۱:۴۰ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      29 0
      این اینترنت ذغالی که میفرمایید رو همه مردم ایران دارن ... این یکی دو روز هم که هوا سرد شده براداران زیر ساخت سردشون شده ذغالها رو مصرف کردند ... برا همین سرعت اینترنت هم کم شده شدید ...
    • سحر A1 ۲۲:۵۷ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      18 0
      مشکل از کتریته ارشادش کن
  • حسین A1 ۱۷:۰۸ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    34 0
    صدای سوت که خوبه چون مثلا اگه پیش کتری نباشیم با شنیدن صدای سوتش میفهمیم که آب جوش اومده
    • بی نام IR ۲۱:۳۱ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      3 8
      کتری قبل از جوش اومدن آب سوت میزنه. وقتی جوش اومد سوتش تموم میشه
  • بی نام IR ۱۷:۲۲ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    41 1
    خیلی ترجمه بدی کردی
    • tt IR ۲۰:۲۷ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      26 0
      دقیقا!! منم اومدم پایین همینو بنویسم
    • بی نام IR ۲۰:۳۴ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      28 0
      دقیقا ترجمه فاجعه هست, اصلا نمیشه فهمید منظور چیه
    • بی نام IR ۲۰:۴۳ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      20 0
      اگه با گوگل ترانزلیت ترجمه میکرد، والا به این داغونی نبود!
    • بی نام IR ۲۰:۵۵ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      10 0
      منکه هر چی خوندم نفهمیدم چی میگه
  • بی نام A1 ۱۸:۱۴ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    90 4
    آخ آخ چای خوردن تو این کتریای سیاه سوخته اونم رو آتیش تو صحرا چه حالی میده ...
    • بی نام IR ۱۹:۱۴ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
      19 0
      به ماچه چرا سوت میزنه چایی رو بچسب که بد حوس کردم
  • بی نام IR ۲۰:۱۰ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    32 6
    یعنی حالا مشکل جوانان ما سوت زدن کتریه . بگم بگم
  • بی نام IR ۲۰:۵۵ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    15 1
    اونا دارن معماي صدساله سوت زدن كتري رو حل ميكنن ما تو معماي سوتيهاي هرروزه سياسيون مملكت مونديم..
    • بی نام A1 ۰۶:۴۱ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۶
      6 1
      همه که مثل ما پروفسور نیستن که فکر و ذکرشون تفکیک جنسیتیه دانشگاهها باشه
  • بی نام IR ۲۱:۰۵ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    5 4
    آخه کجای این مساله دانش بنیادیه؟!
  • بی نام A1 ۲۱:۰۶ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    17 1
    امیدوارم دانشمندان هرچه زودتر اینم کشف کنند که چرا هرچی دزد و مفت خوره، جمع شده توی کشور ما؟؟ حتی از یه اینترنت ساده هم دارن نمیگذرن و هی میدزدن
  • بی نام A1 ۲۱:۳۰ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۵
    6 0
    از ما سوت بلبلى ميزنه دو سرى تذكر داديم سوت زدن كار خوبى نيست و اينا الان صدا ميزنه هركيو بخواد هار هار هار
  • حبیب A1 ۰۲:۱۴ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۶
    12 2
    بعدازکشیدن سیفن توالت صدای ناهنجاری ازسیستم لوله کشی به گوش میرسدکه بسیار ازاردهنده است وحدودپنج دقیقه ادامه دارد.اگرکسی علت ورفع علت ان را توضیح دهدازدعای خیرمبتلایان برخوردارخواهدبود. باسپاس
    • بی نام A1 ۰۹:۲۷ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۶
      3 0
      واقعا نمیدونی چرا؟!!!
  • بی نام IR ۰۶:۴۲ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۶
    8 0
    "این امر جریان بخار را هنگام ورود به فرایند سوت منقبض کرده و جتی از بخار خلق می‌کند که از خلال آن عبور می‌کند." یه نفر لطفا این جمله رو واسه من معنی کنه، ببینم چی میگه!!!
  • بی نام A1 ۱۶:۰۱ - ۱۳۹۲/۰۸/۰۶
    2 0
    سه بار خوندم نگرفتم یعنی چی؟ درست ترجمه کن اصلا خودت خوندی؟