用吸尘器发电?这波操作亮了!

来源:搜狐科技 2018-06-16 22:00:00

对于有幸活在太阳系中的我们来说,每天的阳光挟裹着来自1.5亿千米外的能量辐射到地球的各个角落,为我们带来温度。但由于地面每个部位受热不均匀,空气本身的冷暖程度也不同,冷热空气的上升下降便产生流动,形成了风[1]。

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据不完全统计,变幻莫测的风、猫主子的行为和女朋友的脾气,大概可以并称为世上最难以捉摸的三种“自然现象”。而其实人类自远古时代就对风有了初步的认知,并向风借助力量。从4000年前古埃及的第一艘帆船[2],到公元前2世纪古波斯人利用垂直轴风车碾米[3],再到现代对风能回收利用的风力发电,随着科技让风越来越“接地气”,人类对于风的态度逐渐从敬畏转变到渴望对其进行掌控。

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风力发电的原理简单来说即通过风带动具有永磁体的电机运转,转动时,磁场中的磁感线被切割,将机械能转化为电能,随之电流电压产生[4]。这样发电的功率直接与切割磁感线的转速挂钩,所以“转得快”一直是能源领域大佬们孜孜不倦追求的目标。

还记得左手螺旋定则和右手螺旋定则吗?图片来源:hellorf.com

真不是吹的!风力发电新玩法

别看矗立在我国大西北地区的风力发电机转的并不快,其实发电机内部会通过一系列齿轮结构将叶片巨大的线速度转化为发电机的高转速[5]。既然如此,那如果能够有一个足够大的风流直接让风力发电机本机高速的转动起来,是不是也有一样的效果呢?果壳小伙伴用最近喜提的飞利浦S系列手持吸尘器和自制的风力发电机配了个对,果然,这波操作还真是亮了。

做完实验其实本AI也惊了,功率仅125W的飞利浦S系列吸尘器在发电电路中产生的电压竟然达到工业级鼓风机吸气模式下的1.5倍,稳定后达到33V以上,如果我们自制的连接器再密闭得完美一些,超过人体安全电压(36V)应该是妥妥没问题的。

一台小巧的吸尘器怎么会有如此高的发电效率?这其实得益于欧洲设计的PowerBlade数码马达,能产生每分钟超过1000升的强劲风流,由伯努利方程p+(1/2)*ρ(Q/S)^2=C可知,风流所带来的压强变化为发电机提供了一个高负压环境,带动发电机以T=P/ω的机械转矩疯狂转动(P-风力机吸收功率,ω-风轮角速度),不断切割着磁感线。

虽然左手右手螺旋定则也许分不清了,但是E=Blv想必大家还没有来得及还给高中物理老师(E-电动势B-磁感应强度l-切割磁感线有效长度v-速度)。好啦,有了电动势和电阻,自然就有了爱(划掉,I-电流),用爱发电似乎也说的通呢。(笑)

而一开始产生的那些压强差,在日常除尘时就在力F=p*S的作用下,将灰尘统统“连根拔起”(p-压强差,S-作用面积)。

万向绝尘,跑是跑不掉的

用过吸尘器的果壳er应该都有这样的经历:推着吸尘器往前走,只能吸走前方的灰尘,而旁边的垃圾还需要退回来重新吸一次。假如前方有障碍或者家里主子围着你闹一下,整个清扫方案就被打断了。飞利浦S系列的“万向绝尘”吸头采用Z字形橡胶块围绕,让进气变成了波浪式的路径,吸尘范围从单纯的线性被优化为一个整个覆盖面,前后左右都可以吸到,所有清扫一步到位。

极为人性化的是,扁平的万向吸头前置了LED灯,在随意进出低至6cm的低矮区域的同时自带了照明。灰尘嘛,跑是跑不掉的。

即使是脱离了地面,跑到了床上、沙发上、窗帘上,集成一体式工业设计吸头轻松切换,满足各种环境的清洁需要,让清洁“一吸到底”。

能吸多久?得看你房子多大

吸灰尘有时候也是一个杀敌一千自损八百的过程,因为毛发、碎屑等物质容易堵塞管道或是滤网,导致吸力会越来越弱。不过这都8102年了,升级到第8 代的PowerCyclone 飓风离尘技术,可以让灰尘随着空气瞬间通过吸嘴并进入吸尘器内部,经过独特的弧形管道让气流加速向上进入气旋室,最后流过飓风过滤系统顶部的出口导叶,利用旋转的离心力,将灰尘有效从空气中分离出来,直接“丢进”集尘桶,拒绝一切添堵的操作。

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在这样吸力不打折的情况下,飞利浦S系列手持吸尘器还可以达到至少65分钟的超长续航,电量也能实时监控,可能未来会出现“哎,我每次做清洁都会把飞利浦S系列用到没电”这样的手段来花式炫富,望大家留意。

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参考文献:

[1]刘超. (2015). 风的形成实验箱. 第二课堂(B)(1), 15-16.

[2] 吴越. (2010). 漫谈舰船桅杆. 舰载武器(8), 79-83.

[3] Xu, Y. H. (2013). WINDMILL POWER GENERATION SELF-POWERED CHARGING DEVICE FOR BATTERY ELECTRIC VEHICLE. WO/2013/149388.

[4] 吴双群, & 赵丹平. (2011). 风力发电原理. 北京大学出版社.

[5] 范劲钟, & 寻民忠. (2013). 风力发电机系统. CN 202946311 U.

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