利用伯努利原理测吹风机各档位的风速
近日,微主利用电子称测量了吹风机对电子称托盘的压力,并利用定量定理反推了吹风机的风速。
豫见物理
文章发布后,有网友建议从其他角度实测吹风机的风速,如果两种方法测量的风速一致,实验就更加完美了。
看到这条建议时,微主正在学校餐厅用餐,看到餐厅里的长短不一、粗细不等的吸管,顿时来了灵感。
找一个废弃的饮料瓶,用剪刀剪去上半部分,剩下的饮料杯用于盛水,将吸管粘在饮料杯的内部,将刻度尺竖直粘在饮料杯的外部。
在饮料杯中加满水,用吹风机在各个档位下吹吸管的顶端,并于相机拍摄下吸管中水位的变化情况,并读取每个档位对应的水位高度变化值。
静息条件下
低档条件下
高档条件下
实验发现,静止状态下吸管内的水位高度为6.90cm,低档风速吹拂下的吸管水位高度为7.63cm,高档风速吹拂下的吸管水位高度为8.28厘米。即低档风速对应的水位高度差为7.3mm,高档风速对应的水位高度差为13.8mm。
由于空气密度为1.293kg/m^3,根据伯努利方程,由上述数据可以计算出吹风机的低档风速为10.52m/s,高档风速为14.76m/s。
上次利用电子称测量的低档风速为11.64m/s,高档风速为17.68m/s。两次实验结果相比,低档风速的相对误差约为9.6%,高档风速的相对误差约为16.5%。
两种思路测得的吹风机风速比较接近,但是偏差超出了误差允许的范围。这种偏差可能来自流体冲击模型,也可能来自喷雾器模型,亦可来自电子称读数、水位测量读数,也可能来自吹风机的电压波动。
到底是哪一种、或者哪几种在影响,这需要进一步的分析论证。
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