日常の化学工学 
 ハーは暖かくフーは冷たいのはなぜ−流体の混合のはなし−

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伊東研


 化学工学,Vol. 73, No. 7,  349 (2009)

寒いとき手にハー」と吹きかける時の息は暖かく,熱いものを冷ますときには「フー」と冷たい息を吹きかけます。口の開け具合でどうして息の温度が違うのでしょう?

実際にサーモグラフィー(熱映像カメラ)で手のひらの温度を測定しました。25°Cの空気中では手の表面温度は32.3°Cでしたが,36°Cの空気(息)をかけると33.6°Cに上がり,「暖かく」感じます。同じ36°Cの空気を今度は細い管で強くあてると逆に手の表面温度は30.8°Cに下がってしまいます。これは息を「フー」と強くあてると,冷たく感じることに相当します。

このことよりフーとハーで「息の温度が違う」のではなく,息の温度は同じ36℃でもフーとハーでてのひらで感じる温度(体感温度)が異なるとのだ,いうことがわかります。

一般に, 静止流体中に噴流があると周辺に渦が発生し,流体の混合が促進されます。図は流体シミュレーションで確認したもので,息を2 L/minの流量で吹き出すとして,φ0.6 cmの細い口とφ4 cmの開いた口から36℃の空気流が3 cm離れた壁上にあたる様子です。外気および壁の温度は10℃としています。「フー」のほうは噴流の衝突により壁面で渦が生じています。一方「ハー」のほうは流速が1/44のため,スムーズに広がって流れています。温度分布は周辺に渦が生じる「フー」が外気との混合により全体に温度が低く,「ハー」が外気との混合が少ないため,壁面付近の温度が高くなっています。

 以上より結論としては,「フー」が冷たく感じるのは,@噴流による渦の効果でてのひら上の空気温度が周囲温度に近くなることと,A流れによる伝熱係数の増加の相乗効果によるものと説明できます。


朝日新聞 2015/6/6 ののちゃんのDo科学 「フーフーするとなぜ冷める?