風(fēng)扇前面加礦泉水瓶，真的可以秒變“空調(diào)”嗎？

天氣一熱，辦公室里的空調(diào)之爭就開始了。有人凍得蓋毯子，有人熱得緊急采購降溫神器。怕熱的我看了眼手邊的小風(fēng)扇，覺得它再怎么吹風(fēng)也不得勁。有沒有什么辦法讓小風(fēng)扇給力點呢？

前不久，網(wǎng)上一個短視頻熱傳，某男生宿舍在風(fēng)扇前裝了一組礦泉水瓶（瓶子底部剪掉，整齊地貼在風(fēng)扇的前面罩上，使瓶口朝前進行送風(fēng)），說制冷效果堪比低配版的空調(diào)。

只用幾個水瓶就能把風(fēng)扇改成“空調(diào)”嗎？圖源：人民日報視頻號

廣大網(wǎng)友紛紛嘗試一番后，出現(xiàn)了不一樣的聲音。一些人稱贊這是個簡單又有效的好方法，另一些人使用儀器測試之后，覺得這完全不可行。為什么兩方意見差異這么大呢？今天，我們就來分析一下各自可能的原因。

01

體感溫度和實際溫度存在差異

先來看看反方。常識告訴我們，氣溫越低越?jīng)隹欤苑捶綔y量了風(fēng)的溫度，作為判斷是否更涼快的標(biāo)準(zhǔn)。對比發(fā)現(xiàn)，加裝水瓶后風(fēng)的溫度不但沒有降低，反而還比正常風(fēng)扇的升高了一點。如果這些測量真實有效，那么從這個角度來看，加裝水瓶并不能讓我們感覺更涼快，甚至變得更熱了。

網(wǎng)友測量發(fā)現(xiàn)瓶口的溫度不降反增，給風(fēng)扇加裝水瓶似乎并不能更涼快圖源：bilibili @哏工侃智能

但實際上，我們的身體在不斷產(chǎn)生熱量的同時，也在不停地散熱，這會造成我們感覺的溫度和實際氣溫間存在差距，人們常用體感溫度的概念來進行區(qū)分。在同樣的氣溫下，當(dāng)身體散熱更困難時，體感溫度就會偏高；反過來，當(dāng)散熱更輕松時，體感溫度就會偏低，我們會感覺更涼快。也就是說散熱會影響我們的體感溫度。

02

散熱如何影響體感溫度？

人體散熱可以通過四種途徑進行，分別是：輻射、對流、傳導(dǎo)和蒸發(fā)。

人體散熱的四種途徑：輻射、對流、傳導(dǎo)、蒸發(fā)圖源：參考文獻[1]

輻射散熱

熱量以電磁輻射的形式傳向周圍環(huán)境。身體和環(huán)境的溫度差異越大，身體暴露出來的面積越大，輻射散熱越多。-

對流散熱

熱量通過空氣的流動從身體交換至周圍環(huán)境中。風(fēng)速越快，對流散熱越多。-

傳導(dǎo)散熱

熱量通過與身體直接接觸的物體進行傳遞。所接觸物體的導(dǎo)熱性能越好，傳導(dǎo)散熱越多。

蒸發(fā)散熱

在酷熱的夏天，基本上只能靠蒸發(fā)散熱的方式進行體溫調(diào)節(jié)，最明顯的蒸發(fā)散熱方式就是出汗。即便不出汗，體液也會透過皮膚和粘膜表面時時刻刻進行蒸發(fā)。蒸發(fā)的過程會吸收熱量，使身體的溫度不至于過高。風(fēng)速越高、空氣越干燥，蒸發(fā)的速率也越快，散熱量也越多。

在氣溫比體溫還高的情況下，通過汗液蒸發(fā)進行身體散熱圖源：新浪體育所以，從根源上我們可以發(fā)現(xiàn)，除了氣溫之外，風(fēng)速、濕度、氣壓、衣服穿的多少等因素都會影響身體的散熱，從而改變體感溫度。舉個例子，氣溫一樣的情況下，南方潮濕的冬天會比北方干燥的冬天感覺更冷，沿海濕熱的夏天會比內(nèi)陸干熱的夏天更難以忍受。

03

風(fēng)扇怎么變“空調(diào)”？

再次觀察網(wǎng)傳的風(fēng)扇改造方案，可以看到加裝水瓶后，風(fēng)扇氣流從較寬的瓶底進入，再由較細(xì)的瓶口流出。流體流動遵循質(zhì)量守恒原理，越窄的地方流速越快，所以從理論上來說，瓶口出來的風(fēng)比正常風(fēng)扇吹的風(fēng)具有更高的速度。

通過前面的介紹可以知道，風(fēng)速越高，通過對流和蒸發(fā)能實現(xiàn)更好的身體散熱，讓我們覺得更涼快。這么看，支持這個方案的正方網(wǎng)友也能找到科學(xué)依據(jù)。

圖源：攝圖網(wǎng)

那這個方案一定奏效嗎？如果管用，為什么廠家不把電風(fēng)扇設(shè)計成這樣呢？其實，很難下一個定論，因為影響體感溫度的因素太多了，并且這些因素之間相互聯(lián)系，理論分析時，很難全面考慮所有因素加在一起的結(jié)果。比如說，風(fēng)不一定完全從瓶口出來，可能會從沒有遮擋住的區(qū)域向兩側(cè)溜走了，導(dǎo)致吹到身上的風(fēng)量更少了，而且即便少量高速氣流從瓶口吹向我們，那也只集中在身體的一小部分區(qū)域，沒法做到全身涼爽。

想讓風(fēng)扇吹得更涼快一些，我們可以準(zhǔn)備一些冰塊放在風(fēng)扇前面，用一些吸滿水的紙巾或棉花也可以。這個的原理其實就是體外增強版的蒸發(fā)散熱，冰的熔化和水的蒸發(fā)都能吸收熱量，讓周圍空氣的溫度降低。風(fēng)扇這么一吹，這些冷空氣會到達身體附近，給我們帶來涼爽，離風(fēng)扇近一點感覺會更明顯。

可以像這樣，在風(fēng)扇前面放一堆打濕的紙巾圖源：某位機智的網(wǎng)友說到最后，還是那句話，實踐出真知，大家可以動手試一試，看看哪種方法更有效，把你的感受分享在評論區(qū)~

參考文獻

[1] Peng Y, Cui Y. (2020).Advanced Textiles for Personal Thermal Management and Energy. Joule.4(4),724-742.

作者：危安然，應(yīng)用工程師，上海交通大學(xué)力學(xué)博士

策劃&編輯：小叮當(dāng)

題圖圖源：人民日報視頻號