如何成为一名合格的“引流之主”? | 正经玩
夏天最让人惬意的老三样
当属空调、WIFI、西瓜
其中吹空调最讲究的是
把凉风引导到正确的位置
小编为此开展了实验
踏上了成为“引流之主”的旅程
实验器材
所标杯、勺子、流水
准备好一个勺子
塑料轻质的效果会更明显
打开水龙头
手轻捏勺柄尖端使其自然下垂
然后让另一端
慢慢贴近自来水水柱
可以看到勺子似乎
被流水“吸住”了
离开水柱后又恢复了
自然下垂的状态
最后提醒
水资源珍贵
实验虽好玩
但请勿浪费
原理解说
对于实验中的现象,通常的解释[4]是:因为水流具有康达效应(Coandă Effect),所以在与勺子的凸面发生作用时,水流会沿着弯曲的表面流动。这样一来,水的流动方向就发生了改变。从结果上看,就是水流受到了勺子施加的一个水平方向的“吸引力”,获得了水平方向的动量。所以,根据牛顿第三定律,水流也会对勺子产生“吸引力”,将勺子吸住。
左图水流较小,右图水流较大
但是,我们仔细观察就可以发现,如上图,当水流较小时,水流基本上都能贴着勺子流动。但如果加大水流的速度,水流在勺子下缘会变成类似水膜的状态。这一点并不能很好的被康达效应解释。
小编查阅了相关资料之后发现,有人认为这个实验用康达效应解释是一种误用[2]。书中给出了另一种说法[1],它的观点是:由于水的表面张力且水与勺子之间存在着分子间的吸引力,所以水流的方向因此发生了改变。又因为表面张力与水流的流速无关,所以,当水流流速变大时,表面张力不足以“吸住”所有流过的水流,因此,水流会受重力作用,脱离勺子的表面,形成这种水膜。
水流变小[3]
对于这个观点,小编还是有点困惑的,从上图可以看出,如果水流变小的话,勺子会脱离水流,如果是表面张力的作用,此时勺子应该还是会被水流吸住。这里用康达效应反而能解释的很好,即水流的动量改变量变小了,“吸引力”就变小了。(不得不说,流体力学还是很复杂的)
如果我们把这个实验转个90度,就可以将勺子看成是飞机的机翼,水流就是机翼旁流动的空气,水流的“吸引力”就变成了机翼上的升力。利用这一点,飞机在设计时,会让机翼具有一定的攻角,从而增大升力。(这里也看出,飞机的升力并不是简单地用伯努利原理进行解释的)
值得注意的是,机翼的攻角不能过大,因为攻角过大时,升力反而会下降。飞机失速就是飞行时迎角过大引起的,此时飞机有可能会发生尾旋。如果不及时改出,是非常危险的。
失速与改出
分析完实验原理,小编准备去空调旁边吹吹凉风,但是,一位体态呈x2+y2+z2=c的同学抢先一步站在了出风口旁,一边享受着凉风,一边得瑟地看着晚来一步的小编。回想起实验的原理,小编不慌不忙站到了他身后的不远处。他从一开始的嘲笑,到惊讶,再到五体投地,非常好玩。风吹动了小编满头的头发,是凉风!但是就是有点……味儿~
参考资料
[1] Understanding Aerodynamics Arguing from the Real Physics
[2] 康达效应
[3] 水流变小
[4] 解释
12.夏目漱石的实验分享如下:
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