壶嘴出水大有千秋
发布时间 2011-08-30 浏览 8100 次
参考。网友周渊引用了一些流体力学和空气动力学方面的知识,对气孔的孔径,从理论上进行了公式推导,最终得出"壶嘴出水口的内径与壶盖上气孔的孔径的比值为2.236"的结论。具体推倒过程如下:

1.壶嘴出水口的内径(D)。通常见到的直径为4mm~7mm。

2.壶嘴出水口处水流的流速(V)。茗壶倾倒出水时,其水流的流态属于无压的重力流,出水动力取决于壶体倾侧时,壶嘴与壶内水位的垂直高度,考虑到水流要避免紊流状态(扭转泛花),保持层流状态(平稳如柱),并要使水流的动压适当(直入杯底而静默无声),结合壶嘴的常见内径,取值工程实验数据0.6m/s左右。

3.壶体吸入空气时气孔入口处的空气流速(v)。参照空气动力学有关自然补风的气流组织形式,选取气孔喉部风速为3m/s。

4.壶的出水流量 L = 1/4 x π x D x D x V

5.气孔的进气量 G = 1/4 x π x d x d x v

6.因壶内的空气与大气相通,属于开式系统,可忽略壶内空气的体积压缩比变化,故,壶的出水流量(L)应等于气孔的进气量 (G)。

7.由 L = G 得到 1/4 x π x D x D x V = 1/4 x π x d x d x v,即可得 D x D x V = d x d x v,进一步推导可得到 (D x D)/ (d x d)= v / V

8.将 V = 0.6,v = 3 代入公式可得(D x D)/ (d x d)= 3 / 0.6 = 5

9.最后得到 D / d = 2.236,即:"壶嘴出水口的内径"与"壶盖上气孔的孔径"的比值为2.236。

10.举例:(1)壶嘴出口内径为4.5mm时,建议气孔孔径为2.0mm;(2)壶嘴出口内径为5mm时,建议气孔孔径为2.3mm;(3)壶嘴出口内径为5.5mm时,建议气孔孔径为2.5mm;(4)壶嘴出口内径为6mm时,建议气孔孔径为2.7mm 。。。

网友周渊最后建议气孔做成"喇叭形",由盖外至盖内逐渐变大,一方面便于空气进入壶内后均匀扩散,减少进气阻力,另一方面可避免气孔被壶内热汽所形成的凝结水堵住。希望他的科学论证能够由工艺师们在时间中进一步证实。

资料修改参考来源:画龙点睛说气孔 周渊(转贴)

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