【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?


來源:神奇的流體

作者:宮華勝

在公園、酒店等場合經常出現自動旋轉的石球,也稱“風水球”,寓意著風生水起、財源滾滾。

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖1

 | 風水球來自網絡)

如此重的石球為何能夠輕易旋轉?旋轉動力來自哪里?本文將著重介紹。

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖2

圖 | 旋轉的風水球(來自網絡)


石球是如何浮起的

利用水泵提供壓力水至球窩中,球窩與石球間會形成一層水膜,在靜壓支承作用下,石球完全浮在水上。

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖3

圖 | 石球浮起(正中狀態時,石球不轉)


靜壓支承原理:液壓傳動中,在支承工作面和載荷工作面間通入一定壓力的液體,利用產生的靜壓力克服載荷力。雖然水膜壓力較小,但與石球接觸面積很大,產生的支承力極易克服石球重力,石球浮起后所受摩擦力很小。


石球是如何保持旋轉的

正中狀態時,石球與球窩間隙(水膜)均勻,石球不發生旋轉。

將球托一側墊高后,石球滾至低側,使墊高一端間隙變大,出水量增大,而低側出水量減小。

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖4

圖 | 單側墊高后,石球旋轉

水從間隙流出過程中會對球面產生切向粘性力(即旋轉力),出水量越大,旋轉力越大。

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖5

圖 | 球面旋轉力

因此,高側球面受到的旋轉力更大(F1>F2),驅使球面旋轉

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖6

圖 | 單側墊高后,石球開始旋轉(來自網絡)

最終,石球呈現持續轉動的效果

【見多識廣】“風水球”為何能夠持續旋轉?什么原理?的圖7

圖 | 左側出水量大,球面順時針旋轉(來自網絡)

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