Вихрь. Трение в газах
Сила трения возникает не только при движении одного твердого тела по поверхности другого, не только при движении твердого тела в жидкости, но и при движении тел в газе. Даже при движении двух слоев газа с различными скоростями относительно друг друга возникает сила трения между этими слоями, так называемое внутреннее трение. Вот этим внутренним трением можно объяснить такой интересный опыт.
В цилиндре проделано отверстие, и сквозь это отверстие пропущена проволока, на которую намотан асбестовый шнур. С другой стороны цилиндр открыт, на него надвинут чехол, и чехол заполнен поролоном. Смочим асбестовый шнур спиртом и подожжем шнур. Если теперь ударять по поролону, то пламя сбивается, а при достаточно сильном ударе гаснет полностью.
Еще раз попробуем погасить пламя.
Мы объясним сущность этого эксперимента с помощью схемы. На схеме мы видим цилиндр с отверстием и проволоку, выходящую из цилиндра. Подожжем асбестовый шнур, которым обмотана проволока, и ударим по той стороне цилиндра, на которой имеется чехол с поролоном. После удара воздух внутри цилиндра сжимается, и у выхода из отверстия возникает уплотнение воздуха. Затем воздух вырывается из отверстия, но слои воздуха, которые выходят в центральной части, имеют большую скорость V2, чем те слои, которые выходят возле краев цилиндрического отверстия. Здесь воздух трется о поверхность цилиндра, и скорость воздуха здесь меньшая, чем в середине. Таким образом, из отверстия вырывается воздух, имеющий разную скорость. В центральной части, повторяю, она большая, а у краев она, скорость V1, меньше. Возникает сила трения между этими слоями воздуха, которые движутся с различной скоростью. И за счет этой силы трения возникает завихрение в воздушном сгустке, который вырывается из отверстия. Возникает нечто в виде бублика, в котором воздух вращается и, при своем движении захватывая пламя, сбивает это пламя. Значит, перемещается воздушный сгусток, одновременно идет вращение воздуха в этом сгустке.
Такой способ сбивания пламени был широко использован при гашении факелов во время войны Ирака с Кувейтом. На земле возле основания факела укладывали заряд взрывчатки, после направленного взрыва возникал огромный воздушный бублик, который перемещался вдоль пламени и гасил это пламя.
