浴帘为什么会向内飘动?

浴帘为什么会向内飘动?

1938 年,《大众科学》杂志对这个令人费解的谜团进行了探讨:“浴缸淋浴的一大不便之处就是浴帘容易向内吹。”当时,我们将这种烦恼归咎于气流运动。淋浴产生的热空气有上升的趋势。与此同时,浴缸外的冷空气会进入浴缸取代热空气,并推向浴帘底部。

这个理论有一个问题:冷水淋浴时,窗帘也会向内翻腾。我们忽略了什么?可能是从淋浴喷头喷出的水带走了一股气流,导致气流周围的压力下降。这一压力下降为淋浴外的空气创造了一个向内翻腾的空间。

马萨诸塞大学阿默斯特分校机械工程学教授戴维·施密特决定测试一下冷水淋浴理论。2001 年,他创建了一个浴室的计算机模型,其中有淋浴喷头、浴缸和窗帘杆,并发现淋浴水会将附近的空气搅成“横向尘卷风”,在这个小型风暴眼中会形成一个低压区。如果淋浴水压足够大,窗帘又足够薄,外面的空气就会将窗帘向内推向漩涡。

这一发现成为最先进的浴帘物理学——直到 2007 年。当时物理学教科书作者 Peter Eastwell 发表了一篇论文,描述了他在澳大利亚一家汽车旅馆房间体验到的一次不同寻常的淋浴。他能够调节浴帘高度、水温以及淋浴喷头与浴帘之间的距离,结果发现热水确实比冷水产生更大的“浴帘效应”。

他还注意到,如果将水流置于窗帘附近或远处,效果就会消失。这与施密特关于湍急的水流会拖曳空气的发现一致。

现在,施密特需要在现实环境中测试他的计算机模型。不幸的是,他决定放弃。他只是没有时间继续研究这么一个微不足道的问题:“我现在受够了浴帘效应,”他说。“我妻子开玩笑说,这将是我墓碑上的铭文:‘这里安葬着浴帘男。’”

本文最初发表于《大众科学》杂志 2016 年 3/4 月刊

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