为什么把水管出水口捏扁可以让水流射得更远？ 第1页

大家好，这里是题主。不小心引发一场大战，实在不好意思！（鞠躬）非常感谢各位答主的回答，涨了很多姿势。

无论原因是什么，当管口面积减小并在一定范围内时（至少在当5岁的题主用手捏花园里的水管时...），水流的平均速度增加是共识。这也从本质上解释了为什么“把水管出水口捏扁可以让水流射得更远”。

（要不要站队呢... 站一下队吧！ 我能看懂并且觉得最有道理的答案是这个：

。当然有好几个答主都是这个意见：管口缩小导致增加的局部能量损失小于流量变小导致减少的沿程能量损失）

不过我最初想知道的其实是管口形状对水流的影响。可能有人猜到了，隔了这么多年又想起这个问题的原因是写

的时候，好奇“出水口是缝而非圆孔”这个设定对水(niao) 流稳定性的影响。结果没有答主关心这个，应该是因为太显然了吧。。。所以都直接考虑同样形状（圆形）的水流了。。。

我就自力更生又去研 gu 究 ge 了一下，结果发现研究空气中水流的人还不少！主要是两个工业：水流清洗和切割。还有就是农业中浇花的喷头。。。然后发动机的燃料注射也对管口形状感兴趣，不过他们似乎是想增加水流与空气的混合，主要搞一些奇奇怪怪的形状。

啊，跑题了。先说结论：初速相同时改变圆管口形状至非圆，只会降低水流的距离。所以捏扁水管时水流射得更远完全是速度增加造成的。很遗憾，最初“大自然让我们尿得更远”这个直觉是错的。。。

具体来说，最相关的结果应该是这个：

出自[1]。第一行 (a) 是从圆形出水孔射出的水流。(b)-(e) 则是面积相同的椭圆形出口，越来越扁。很明显，越扁的椭圆形液流就越快散开成水滴。变成水滴之后阻力增加（比起水流中的水，每一个水滴都要独立面对空气阻力哇），就跑不远了。

Baskici 的硕士论文 [2] 考察了各种不同的管口形状，结论也是不圆的管口水流比较不稳：

上图表示随着离开管口距离（横轴），水流中央速度的衰减。浅蓝色的是圆形管口，其他是各种奇怪的管口。可以看到，圆形出口的水流速度维持地最远，也就是射得最远。

类似的，Hashiehbaf & Romano [3] 也表明圆形出口比方形或椭圆形的流速损失要慢:

上图中，紫色菱形是圆形出口，深蓝色的是正方形，红色为椭圆形，绿色为长方形。可以看到随着距离的增加，圆形出口的速度损失要小于椭圆形。（但是比较上图和上上图会发现同样距离下速度损失差别很大。。。 大概是两个实验的前提不同吧。。。）

[1] Amini, G., Lv, Y., Dolatabadi, A., & Ihme, M. (2014). Instability of elliptic liquid jets: Temporal linear stability theory and experimental analysis. Physics of Fluids, 26(11), 1–22.

[2] Baskici, G. (2014). A Computational Analysis of Novel Non-circular Nozzles.

[3] Hashiehbaf, A., & Romano, G. (2014). Experimental investigation on circular and non-circular synthetic jets issuing from sharp edge orifices. In 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics.