這種水龍頭從原理上看可能實現嗎？

01-26

@劉佳鑫答案中的理論是對的（我真的不是理論派）。為此我還專門在家做了個實驗，出水口在平面上做螺旋運動，水流會形成螺旋線，該螺旋線並非水的流線。

但是，以上僅僅是理論。我想的真實的情況可能應該是這樣：

通過精巧的流道設計，水流驅動最外一圈和裡面一圈的機構產生兩個水平方向的運動（順時針及逆時針），這點類似於水輪機裝置。水流會形成近似如圖所示交織的螺旋線。然而當水流下落一小段距離後，受到空氣阻力的作用，這美好的內外雙層螺旋線將變的離散，如果水龍頭下有足夠的高度，我們會看到水流的最終形態與普通龍頭的無異。

作為工程師我只關心實際效果。如果我們想儘可能的實現雙層螺旋線的外觀效果呢？在水龍頭與水池高度確定的情況下，我們可以做以下嘗試（不一定管用）：

1、增大水龍頭進水口的壓力，減小因空氣造成的水流離散，但也不是越大越好。

2、增大水龍頭流道的佔比，減少水流與流道的相對接觸面積，但這點可能引起其他問題。

首先肯定是能實現的。因為這裡所看到的一條條曲線並不是流體的運動軌跡，每一個流體微團的速度基本都是豎直向下的（考慮噴口在旋轉可能會有一定的切向速度），形成一條條螺旋線是因為噴口在旋轉，因此不存在向心加速度的問題。打個不恰當的比方，您可以想像一下飛機低速盤旋時不斷向地上扔箱子，各個箱子在空中的連線也是一個螺旋線。或者您抓一把沙子在空中轉著圈的撒應該也能看到螺旋線，但沙子太容易受氣流影響，估計效果不明顯。

具體的機理我在之前的一個問題中解釋過，這裡就直接複製過來了：

先說定義，跡線是"同一個流體微團在不同時刻的位置連接後所形成的曲線"。脈線是「某一時間間隔內相繼經過空間一點的不同流體微團在某一時刻的位置連接而成的曲線」。
從定義上看，顯然跡線與脈線是不同的，一個是同一微團在不同時刻的位置連線，一個是不同微團同一時刻的位置連線。跡線就是流體微團的運動軌跡，而脈線可以看做在某一點持續注入染色劑後形成的「染色線」。
下面我舉幾個例子說明一下跡線和脈線的不同。
圖片來自百度，侵刪。

這個「2014 年的 IF 概念設計獎」的作品中的「螺旋形」水流實際上就是脈線，而既不是流線也不是跡線。因為顯然，這個水流在空中是轉了「幾個圈」的，如果這是流體微團的運動軌跡的話，那麼沒有任何力能給水流提供向心力，所以這個流動不是跡線，也不是流線。
當然這個例子依舊複雜了一些，可以考慮另一個如下圖的簡單例子：
這是我手繪的洒水器模型，麻煩就合著看吧。出水管順時針轉動，這時噴出的水的形狀大概是圖中這個形狀的。同理，這條流動的曲線也是脈線，而不是跡線或流線。分析如下：當出口處的水流速度沿切線的分量等於此時水管出口的線速度（用紅線表示）時，流出水管的流體微團的速度是如沿虛線所示的半徑方向，且一直沿這個方向，所以流體微團的跡線應該是一條直線。但由於水管一直在轉動，所以不同時刻的流體微團的連線就形成了圖中所繪的藍色的脈線。

有人提出我舉的「洒水器」這個例子會形成錐形的螺旋線，而不是圓柱狀的。這點說的很對，因為這是洒水器啊，水流是橫著噴的，所以有徑向速度。把水管豎過來不就沒有徑向速度，可以形成圓柱狀的螺旋線了嗎？舉「洒水器」這個例子是因為這個很常見，易於說明。

至於扯到氫鍵上去的那個答案則完全不知道在說什麼。。。。。。

你邀請錯人了。

第一名答案理論已經說得很清楚了。

我給一個實際應用例子。

大阪的梅田有個水時鐘，控制水速和流量，下落的水簾是有時鐘畫面，每秒刷新。。相比題目，這個是平面運用，不過原理應該一樣。

很明顯是不可能的。水出來後，只受重力作用，只會有一個方向的加速度。水流在水平面上有旋轉，但是卻沒有任何物體可以提供離心力，這種運動方式違反力學基本原理，是不可能實現的。

對劉佳鑫的回答，補充兩個手繪圖

左邊的圖是洒水器的。洋線的線是形成的水跡。紅、黃、綠、青是水滴出去的實際運動軌跡。

右邊的圖洋紅線是水出題設水龍頭的外觀。水滴出水龍頭後水平方向按圖一所示運動，豎直方向上受重力作用會加速。因此形成了弧線。形成了一層錐狀的水膜，不可以為題設的圓柱狀。

很簡單啊，肯定能實現。就是圖片中turbine那個部件在一直轉動，咋一看還想著是水流以一定的角度噴射出來呢

非常抱歉，這種問題不太會答，希望有高手能夠回答吧

2016-01-25

這個稱為「漩渦龍頭」，是英國皇家藝術學院的學生 Simin Qiu 設計的，因其創新的渦輪發動機和水流狀的外表獲得了 2014 年 IF「概念」設計大獎。理論上來說，Qiu 的觸摸式面盆龍頭和普通的龍頭相比，在水壓相同的情況下可以節水 15%，同時還能產生一種意想不到的美感。漩渦通過兩個不同直徑的流動原件產生，一個順時針方向，一個逆時針方向。交織在一起的結果就形成了迷人的水晶格或者其他不同尋常的水流設計，這個要由漩渦形式原件的形狀來決定。

從分子的尺度來看，水分子由一個氧原子和兩個氫原子以化學鍵構成。由於氧原子的外層電子軌道還差兩個電子才能填滿，在氫氧結合形成水後，兩個氫原子的電子會比較接近氧的原子核，使得每一個水分子的兩個接近氫原子核的區域帶較多正電，而接近氧原子核的區域帶較多負電。因此當兩個水分子接近時，帶不同電性的區域會互相吸引，降低彼此交互作用的位能形成氫鍵，而原來的位能會轉為動能。如果這多餘的動能接下來藉由碰撞傳給鄰近其他水分子或其他分子，則氫鍵會漸趨穩定；若新的碰撞給了這對水分子更多動能，則氫鍵就容易斷裂。在液態時溫度比較高，代表每一個水分子平均的動能比較高，氫鍵就時連時斷，不足以固定水分子之間的相對位置。

相對地，源自德國 Darmstadt 、堅持「Life Art」美學理念的衛浴設施品牌德國
ZeVa 就比較可行，其原生系列的「漩」龍頭榮獲 2014 年度美國工業設計優秀獎（Industrial
Design Excellence Awards, IDEA?) 銀獎殊榮，是「漩」繼 2014 德國設計提名獎、2013 德國
iF 產品設計獎及 2013
日本
G Mark 設計獎後，再次備受國際專業設計評審團的矚目和肯定。

所以 Simin
Qiu 拿的是 iF 概念獎項呀。光靠雙渦輪並無法控制水流動方向，尤其是碰撞後的水會匯成一股水流，這點你從 Axor
Starck V 的水流漩渦可以看出這個現象。