去年11月，有位網(wǎng)友問(wèn)我如何套垃圾袋不會(huì)導(dǎo)致鼓包或套不進(jìn)垃圾桶里，再看看辦公室的垃圾袋和公共區(qū)域的垃圾袋，果真是一個(gè)可以研究一下的問(wèn)題。

不過(guò)當(dāng)時(shí)沒(méi)找到好的點(diǎn)子，轉(zhuǎn)眼就到了半年后，前幾天偶然間刷到一個(gè)視頻，一位兄臺(tái)一口氣吹出，長(zhǎng)長(zhǎng)的袋子便展開(kāi)了，我頓時(shí)覺(jué)得套垃圾袋有救了。我們先研究一下他，顯然人類的肺活量是不可能支持他吹出這么多氣體的，那么他是怎么做到的呢？

顯然除了他吹出的氣，還有環(huán)境中的空氣進(jìn)入了袋子里。那么環(huán)境中空氣為什么能跑到袋子里呢？簡(jiǎn)單查了一下，發(fā)現(xiàn)類似的視頻居然在伯努利原理的百度百科詞條里，讓我頗為震驚，視頻中的解釋是：啊？！！伯努利原理本質(zhì)是機(jī)械能守恒，

公式是動(dòng)能，壓差勢(shì)能和重力勢(shì)能之和等于常量，而一般都不涉及高度，重力勢(shì)能不變，所以就前兩者之和為常量，這就形成了人們常說(shuō)的流速大壓強(qiáng)小，流速小壓強(qiáng)大。

但伯努利原理應(yīng)用的前提條件眾多，什么流體無(wú)粘、不可壓、定常、管內(nèi)，這咱都先不提，最最基本的，伯努利原理既然是機(jī)械能守恒，那么大前提條件必須是同一流體微團(tuán)，同一坨流體你才能說(shuō)它機(jī)械能守不守恒嘛。

而我們?cè)倏创禋猓愦党龅氖且慧鐨猓膺叺氖橇硪慧鐨猓@兩坨氣的關(guān)系就像，你和你二舅，它沒(méi)有可比性，這兩坨氣體各自是各自的機(jī)械能，那我流速大，和你壓強(qiáng)大小有啥關(guān)系呀！我流速大，那是因?yàn)槲业姆螌?duì)它做功了，吹出的這坨氣的機(jī)械能要比周圍空氣的機(jī)械能大多了。所以面對(duì)兩坨氣的比較，萬(wàn)萬(wàn)不能直接拿伯努利說(shuō)我比你流速大，我就得比你壓強(qiáng)小，以后我的觀眾，誰(shuí)要是這么說(shuō)，我就和你急。好啦，咱伯努利這篇兒就翻過(guò)去啦，我們接著研究。

那你說(shuō)我吹的這口氣兒壓強(qiáng)到底是比環(huán)境大還是小呢。流體力學(xué)書(shū)里有成形的理論，對(duì)于生活常見(jiàn)的亞音速自由射流，比如吹氣，如果不考慮粘性，射流壓力與環(huán)境壓力相等。

即使考慮粘性，射流壓力與環(huán)境壓力相差也非常小，或者說(shuō)幾乎相等。我們?cè)诜抡孳浖兄庇^地看一下，這是AICFD軟件中模擬的10m/s射流，幾帕的顯示范圍內(nèi)，壓力云圖中射流內(nèi)外基本沒(méi)有色差，就是和環(huán)境壓力基本一樣。

再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下，買了個(gè)壓差計(jì)，我給大家吹一下。測(cè)的時(shí)候還有些講究，如果這樣直接把管子放在氣流里，氣流流經(jīng)管子，本身就會(huì)有康達(dá)效應(yīng)等流體力學(xué)現(xiàn)象，管子周圍會(huì)形成高壓低壓區(qū)，測(cè)出的值并不能反映這束流體的壓力，所以要盡量避免管子本身對(duì)流場(chǎng)的影響。

這樣測(cè)，沿桌子向前吹氣，讓管口與桌面平齊，管子就不會(huì)擋在流場(chǎng)中了。此時(shí)流過(guò)管口的空氣流速依然很快，測(cè)出壓力與環(huán)境壓力差幾乎為零。

同時(shí)也能查到相關(guān)論文中別人實(shí)測(cè)的結(jié)果同樣是射流壓力約等于環(huán)境壓力，理論、仿真、實(shí)驗(yàn)，一遍又一遍的證實(shí)，我相信看過(guò)這個(gè)視頻的人，以后再也不會(huì)認(rèn)為吹出的氣壓力小了吧。那既然壓力和環(huán)境一樣，沒(méi)有壓差作用了，那么回到最原始的問(wèn)題：環(huán)境中空氣為什么能跑到袋子里呢？因?yàn)榭諝獾恼承浴６諝庹承缘奈⒂^本質(zhì)是因分子熱運(yùn)動(dòng)，讓不同速度層級(jí)之間的氣體分子進(jìn)入彼此區(qū)域相互帶動(dòng)。

咱們看一下剛剛AICFD仿真的速度云圖，入口速度給了10米每秒，周圍空氣由于粘性被帶入，流動(dòng)的區(qū)域越來(lái)越大，呈喇叭形狀，統(tǒng)計(jì)出口流量已經(jīng)達(dá)到了入口流量的5倍，也就帶入了4倍的空氣量。而后我將氣體粘性值改得很小，模擬如果沒(méi)有粘性作用，被帶動(dòng)的空氣量就很少了。

所以，這現(xiàn)象的正確解釋方式是：由于空氣的粘性，吹氣帶動(dòng)了周圍環(huán)境的氣體流到了袋中。

問(wèn)題已經(jīng)研究得很清晰啦，吹口氣告別啾啾的垃圾袋，實(shí)踐吧！這研究好像還差點(diǎn)兒啥，我應(yīng)該距離多遠(yuǎn)吹能帶進(jìn)袋子的空氣最多呢，不同口徑的最佳距離肯定也不一樣。

研究繼續(xù)！ 就像吹氣球一樣吹口氣，我實(shí)測(cè)了人的吹氣速度，以便做更精確的模擬。隨機(jī)測(cè)了20人，男女差別不大，吹氣速度基本都在6-8m/s左右，那就以8m/s來(lái)計(jì)算吧。

統(tǒng)計(jì)了垃圾袋不同尺寸、流量與距離的關(guān)系，得到了垃圾袋吹氣圖，縱坐標(biāo)為進(jìn)入袋子的空氣總量與吹氣量的比值，從圖中得出：當(dāng)用小垃圾袋時(shí)，比如袋口直徑10厘米，最佳吹氣距離約30cm左右；能帶動(dòng)約4倍量的空氣，距離再遠(yuǎn)效果就下降了。

當(dāng)用家庭常用垃圾袋，比如袋口直徑二三十厘米，或公共場(chǎng)所的大垃圾袋時(shí)，在人胳膊的長(zhǎng)度約70厘米以內(nèi)空氣量是單調(diào)遞增的，能帶動(dòng)約5-7倍空氣量，所以盡量拿得遠(yuǎn)點(diǎn)兒，吹氣效果更好。

這回再套垃圾袋，就手到擒來(lái)啦！