מגזין הטכניון | סתיו 2020

27 וקרים בפקולטה להנדסת מכונות מציגים תצפית ניסויית ראשונה באי-יציבות באפקט קואנדה - תופעה פיזיקלית חשובה הקשורה בזרמי סילון - וגילויים חדשים על התנהגותם של סילונים אלה. הדוקטורנט לב דונאיביץ’ ופרופ’ דוד Physics of גרינבלט הציגו את ההישג בכתב העת . לדבריהם, מאחר שהתופעה קשורה בזרימת Fluids אוויר, המחקר עשוי לסייע בשיפורם של מכשירי הנשמה כמו אלה הנדרשים בטיפול בחולי קורונה וכן בתחומים רבים אחרים ובהם כלי טיס זעירים, התקנים זעירים לערבוב נוזלים ומערכות לקירור רכיבים אלקטרוניים. אפקט קואנדה, הקרוי על שם הממציא הרומני הנרי קואנדה, מתבטא כשסילון הנע בקרבת משטח קמור מתקמר סביב המשטח במקום לנוע בקו ישר. אם לדוגמה נזרים אוויר בקרבת כדור, האוויר ייטה להיצמד לכדור ולנוע סביב היקפו עד שלב מסוים. אף שהאפקט האמור נחקר בזורמים כבר בתחילת המאה , קואנדה הוא הראשון שיישם אותו בהקשר 19- ה האווירודינמי לפני כמאה שנה. אפקט חשוב נוסף בסילונים, שהתגלה לפני יותר ממאה שנה על ידי הפיזיקאי הבריטי לורד ריילי, הוא אי-יציבות צנטריפוגלית. פירושו של מונח זה הוא שבסילונים מסוימים מתפתחות סופות טורנדו זעירות ) שמשפכיהן פונים קדימה לכיוון mini-tornadoes ( הוגדרו התנאים 80- התקדמות הסילון. בשנות ה התאורטיים לקיומה של התופעה, אולם האפקט לא נצפה עד כה באופן ניסויי. כל זה השתנה כעת במחקרם של דונאיביץ’ ופרופ’ גרינבלט. באמצעות שיגור סילון שטוח מעל גוף גלילי הצליחו השניים למפות לראשונה את אותן סופות טורנדו זעירות. במאמר הנדון הם מציגים את התנאים ההכרחיים הנדרשים לקיומן של סופות אלה, תנאים העולים בקנה אחד עם התאוריה, ומראים גם כיצד אותן סופות מאבדות צורה ומתפרקות (ראו איור). לתהליך זה של היווצרות סופות טורנדו זעירות והתפוגגותן יש השלכות דרמטיות על מיקום נקודת ההינתקות של הסילון מן המשטח. לדברי פרופ’ גרינבלט, “גילויה של אי-היציבות הצנטריפוגלית הפתיעה אותנו מאוד, ואנו מעריכים כי היא מתקיימת גם בזרימת דם בגוף ובזרם האוויר במכונות הנשמה. כבר שנים רבות סבורים שאפקט קואנדה הוא הסיבה שמכונות הנשמה אינן מזרימות את האוויר לריאות באופן אחיד - תהליך הגורם נזק למטופלים - ואני מעריך שהתגלית שלנו תסייע בשיפורן של מכונות אלה לטובתם של חולי קורונה ומטופלים אחרים.” ,) ISF כעת, בסיוע תמיכה של קרן הלאומית המדע ( חוקרים דונאיביץ’ ופרופ’ גרינבלט דרכים אפשרויות לשליטה בסופות המיני-טורנדו באופן שירתום את אפקט קואנדה לשיפורם של מכשירים רפואיים ויישומים תעשייתיים שונים. ח