无叶电风扇是怎么吹出来风的?

无叶电风扇的原理是什么?图片:Dyson

无叶电风扇是怎么吹出来风的?

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无叶电电扇的道理是什么?
无叶电风扇是怎么吹出来风的?

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《科学宿世界》杂志 , 唯有经由过程科学 方可熟悉宿世界我们日常糊口中所熟悉的电扇 , 其最光鲜明显的标记就是差遣空气流动的叶片 。 不外 , 近年来市场上呈现了一类长相怪异的无叶电扇 。 从名字中就可以看出 , 这类电扇没有叶片 , 大多看上去像是一个毗连着柱子的圆环 , 有的甚至长当作了塔形或球形 。
不外 , 这类电扇固然号称“无叶” , 但若是将其拆解的话 , 就会发现并非如斯 。 以圆环形无叶电扇为例 , 其柱体底座概况设有很多进气孔 , 其内装有空气压缩机 。 当机械运行时 , 空气压缩机操纵涡轮叶片的扭转 , 从进气孔吸入空气并增压 , 之后排标的目的上部圆环的中空部门 , 并从圆环边缘的细缝高速流出 , 最终形当作吹标的目的我们的气流 。
【无叶电风扇是怎么吹出来风的?】
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照这样说的话 , 这类电扇就只是把叶片埋没起来?那我们在常规的有叶电扇外加上一个罩子 , 指导其风标的目的 , 不就当作无叶电扇了?简直 , 有不少手持小电扇就是这样做的 。 但我们这里会商的无叶电扇并非这么简单 。 它最大的特点 , 就是吹出的风量能远远跨越空气压缩机吸入的风量 , 是以也被称为“空气倍增器”(air multiplier) 。
其实 , 无叶电扇可以或许增添风量的奥秘并不复杂 。 起首是流体力学中的伯努利道理:流速越快 , 流体压强越小 。 陪伴着高速的气流射出细缝 , 内圈概况会发生负压 , 迫使后方的空气流入环内 。 其次 , 内圈概况被设计当作近似于机翼的外形 , 并有必然的倾角 。 基于机翼发生升力的道理:在必然的角度规模内 , 倾角越大 , 内圈接近后端处会发生更大的负压 。 是以 , 在这两个感化的叠加下 , 内圈轴标的目的上呈现了光鲜明显的压强差 , 差遣着后部气流进入圆环内 , 以此增添出风量 。
无叶电风扇是怎么吹出来风的?

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同时 , 流出圆环的气流因为具有必然的黏性 , 能将周围的空气也“夹带”进来 。 据已有的计较成果 , 无叶电扇在内圈概况具有很强的涡度 , 可以发生较强的黏性切应力 , 所以流出圆环的气流能“夹带”大量空气 , 进而增添出风量 。 比拟之下 , 常规电扇对于周边空气的“黏性夹带”就相对弱了一点 。 因为常规电扇所发生的气流还带有切标的目的速度 , 是以削减了轴标的目的的速度梯度 , 使得黏性切应力较小 , 无法带动更多周边气流 。
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需要注重 , 无论是何种道理 , 增添出风量就意味着给更多空气增速 , 其能量来历老是从细缝中射出的气流 。 是以 , 跟着出风量的增添 , 风速总会变小 。 以某条目无叶电扇的数据来看 , 其细缝中气流的射出流速能达到 24 米 / 秒 , 距电扇 60 厘米处的气流轴标的目的速度大约为 2.5 米 / 秒;电扇的进气量在 20~30 升 / 秒 , 而出风量最大能达到 400 升 / 秒摆布 。

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