风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!

“朦朦,风扇加矿泉水瓶,又重出江湖了”。最近几天我不断收到私信,让我聊聊人民日报短视频账号几天前发的这个视频,内容是电风扇前加几个去掉底的瓶子,就秒变空调,吹冷气了。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图1

热力学原理以及能量守恒。哇,这么神奇吗?

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图2

其实这也不是新鲜事儿了,近十年,风扇+矿泉水瓶的帖子就时不时出现,按也按不没,有网友亲切地叫它,月X帖,也有不少up做过实验和分析,各有不同的角度,咱不去评论。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图3

今天我来说说我的理解。回到视频,少年说的能量守恒及热力学原理,指的应该就是伯努利定律及绝热膨胀。把这句话展开说就是:流体流过瓶子,根据流量守恒,瓶口处流速会比瓶身处快,然后根据能量守恒或者说伯努利原理,如果瓶口处流速比瓶身处大,则瓶口处压强就比瓶身处小,那么气体从高压到低压,近似为绝热膨胀,气体温度便降低。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图4

很合理啊!再用流体仿真软件AICFD计算一下,让气体以风扇常规风速5m/s流过瓶子,计算后,瓶口温度确实降了1.1度。更合理啦!

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图5

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图6

感觉出哪里不对了吗?风扇以5m/s吹风,按以上理论稍加计算就能得出,瓶口流速应该是38m/s,但实际5m/s。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图7

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图8

瓶口风速并不是理论计算值,那么以此为基础的推演便倾覆了。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图9

真相是什么呢?

我们在推理中一厢情愿的认为,风扇吹出的风是5m/s,那么风就要以5m/s灌进瓶子,然后在此基础上进入收缩流道加速,但却忽略了重要的一点:气体流进瓶子,流动受阻,首先会直接大幅度减速。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图10

我们看一下把周围环境加上后重新仿真的结果,瓶子中的气基本都快静止了。实测一下,瓶子中的气基本都快静止了!

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图11

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图12

热力学中有个概念:滞止温度,意思是气体由流动到静止,动能转化为内能,温度会升高。所以你单看瓶子这段,确实流速变大,温度降低,基本是那个视频中的解释,但,你放大视野,气流灌进瓶身的过程,已经先经历了流速减小,温度升高。所以温度是先升再降的。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图13

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图14

具体是怎样的量级,大家看一些计算结果,环境温度27度,

风速5m/s时,速度是先降到0.8,再升到5.3;温度是先升到27.01,再降到26.998。

如果你觉得这么小的变化,是不是仿真误差,那么加大风速后也算了2组做对比。

风速30m/s时,速度是先降到4.9,再升到32;温度是先升到27.45,再降到26.93。

风速130m/s时,速度是先降到22.5,再升到147;温度是先升到36.1,再降到25.3。

整体趋势是一致的,仿真结果具有一定参考价值,你看,在风扇这个速度下,瓶口温度只下降0.002度,可以说是没有任何变化的。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图15

关于这个装置也有人解释,温度虽然没有低,但他觉得瓶口局部风速大了,促进皮肤表面蒸发吸热也会感觉更凉快的,但从咱们的计算你知道的,风速也基本没有大。所以无论从任何角度分析,它都没有理由让人感觉更凉快。

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图16

那为什么评论区就是有人说这样做真的感觉凉快了呢。我想,原因大抵是这样的:炎炎夏日,你趴地上辛辛苦苦制作了半个小时,热得满头大汗。装好之后,打开风扇的一刹那……忙活了半小时终于能吹风扇了,满脸的汗液顷刻间愉快的蒸发,你觉得仿佛半辈子的付出都有了回报,你的身体和心理在风从瓶口流出的那一刹那同时达到了的满足!你的大脑控制不住地告诉你自己:好凉快!真的降温了!

风扇加矿泉水瓶就是空调?你被骗了!的图17

本期就到这啦,没做的,还不赶紧整一个,欢迎点赞转发,下期见!

太有用了,给我妈也做一个,必须在相亲相爱一家人里传下去!

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