審核專家:趙良玉
北京理工大學(xué)宇航學(xué)院飛控系副教授
雖然現(xiàn)在已經(jīng)立秋,但全國很多地方炎熱的氣候絲毫沒有減弱,反而有愈演愈烈之勢?!跋娜昭籽?,有你真甜”,當(dāng)這句耳熟能詳?shù)木W(wǎng)絡(luò)熱語流傳時(shí),大熱天里讓人“甜”起來的絕對不僅是美麗的愛情、爽脆的西瓜,還有救人于炎熱的“電風(fēng)扇”。
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作為家庭避暑神器,空調(diào)可謂拯救了許多打工人于水火。而在空調(diào)沒能覆蓋的地區(qū),電風(fēng)扇的存在為無數(shù)人帶來片刻的清涼。那么這個(gè)造型簡單、價(jià)格親民的電器,到底是如何帶來“風(fēng)”,它的葉片又為什么總是單數(shù)呢?
電風(fēng)扇是如何吹風(fēng)的?
不管電風(fēng)扇的造型如何,或高或矮,或古板或新穎。一般家庭使用的電風(fēng)扇都由插頭、扇葉、電動(dòng)機(jī)和外罩等主要部件組成。當(dāng)人們插上插頭,接通電源后,電動(dòng)機(jī)就消耗電能,并通過轉(zhuǎn)動(dòng),將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,帶動(dòng)電風(fēng)扇的扇葉快速轉(zhuǎn)動(dòng)。
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轉(zhuǎn)動(dòng)的扇葉并不能創(chuàng)造風(fēng),而是通過帶動(dòng)空氣流動(dòng)為怕熱的人們帶來陣陣涼風(fēng)。這是因?yàn)樯热~在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),周圍空氣的流動(dòng)速度加快,就形成了風(fēng)。而人之所以能在“風(fēng)吹”環(huán)境下感受涼爽,是由于風(fēng)的經(jīng)過會(huì)加速人體表面的汗液蒸發(fā)。
電風(fēng)扇的扇葉數(shù)量都是單數(shù)?
不知道細(xì)心的你有沒有觀察過電風(fēng)扇的扇葉,其實(shí)它們的構(gòu)造并不是天馬行空的想象,也不是興之所至的創(chuàng)造。電風(fēng)扇的扇葉大多有著相同或相似的外形:斜著的、帶有一定角度的扇葉造型,而且扇葉數(shù)量多以3片、5片等單數(shù)為主。
一臺(tái)合格的電風(fēng)扇,風(fēng)量的大小很關(guān)鍵,而這一要素恰恰是由扇葉的空間構(gòu)造所決定。人們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),相對于使用4片、6片這樣的偶數(shù)扇葉組合,奇數(shù)扇葉組合的優(yōu)勢更多更明顯。
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首先,奇數(shù)葉片的穩(wěn)定性更強(qiáng),且避免在工作時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)。偶數(shù)葉片,加大了電風(fēng)扇本身保持平衡的難度,還容易產(chǎn)生共振問題。當(dāng)葉片在頻繁的共振下,可能會(huì)因?yàn)闊o法承受過大的振動(dòng)能量而斷裂。對于生產(chǎn)廠家來說,隨之產(chǎn)生的售后維修問題也頗為棘手。
相對而言,奇數(shù)的葉片就可以避免這個(gè)問題。葉片排列成不對稱的形狀可以有效降低噪聲和自身抖動(dòng)。
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其次,奇數(shù)葉片的電風(fēng)扇更環(huán)保,在節(jié)能省電方面更符合大眾的期待。以3片扇葉的電風(fēng)扇為例,其構(gòu)造在力學(xué)上可以彼此形成一個(gè)合理的動(dòng)力。也就是說只要有兩片葉片處于勢能狀態(tài)時(shí),就可以帶動(dòng)另外一片不具備動(dòng)力勢能的葉片一起轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)電力和能量的節(jié)省。
因此我們可以發(fā)現(xiàn),大部分家用的電風(fēng)扇都是3個(gè)葉片的,這樣的設(shè)計(jì)一方面可以保證帶來較大的流量,滿足人們的降溫需求;另一方面契合流體力學(xué)原理,更好地發(fā)揮電風(fēng)扇的“功力”。同時(shí)避免了噪聲和無故抖動(dòng)問題,減弱了軸承的損耗,提高使用壽命。因此,不止是電風(fēng)扇,還有許多葉片機(jī)械系統(tǒng)都采用了這一設(shè)計(jì)理念,如部分螺旋槳直升機(jī)也是擁有奇數(shù)葉片的。
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當(dāng)然,在實(shí)際生活中,“扇葉都是奇數(shù)”這一說法也不是絕對的。例如直升機(jī)也存在2葉和4葉的螺旋槳,還有的小型電風(fēng)扇也采用4葉設(shè)計(jì),在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中具體是否要采用偶數(shù)葉片,更重要的還是要從機(jī)體的實(shí)際情況來考慮。
如這些新型電風(fēng)扇,真的有效嗎?
除了有葉電風(fēng)扇,近年來,很多新型電風(fēng)扇也開始走進(jìn)千家萬戶。其中以無葉電風(fēng)扇、塔扇氣流扇和空調(diào)扇為代表。
無葉電風(fēng)扇是英國科學(xué)家詹姆斯·戴森的發(fā)明成果,從2009年10月12日第一臺(tái)無葉電風(fēng)扇出現(xiàn)開始,便憑借新穎簡約的設(shè)計(jì)獲得了大眾的青睞。沒有扇葉的設(shè)計(jì)提高了安全性,解決了人們(主要是幼童)被扇葉所傷的隱患。
由一個(gè)圓環(huán)和一個(gè)支架基座組成的無葉電風(fēng)扇憑借其簡潔流暢的線條,成為不少家居環(huán)境提升科技感與現(xiàn)代感的氛圍營造利器。無葉電風(fēng)扇不僅顏值喜人,功能也很強(qiáng)大,它既可以實(shí)現(xiàn)普通電風(fēng)扇的調(diào)節(jié)俯仰角、遙控等功能,同時(shí)利用渦輪增壓原理,實(shí)現(xiàn)“吹風(fēng)”。
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塔扇的造型很有特點(diǎn),扇如其名,以圓柱形居多,有的可高達(dá)1米。對城市家庭來說,這種瘦長的造型與設(shè)計(jì),有效節(jié)省空間,同時(shí)它狹長的送風(fēng)口讓“風(fēng)”更加溫柔,給人以自然風(fēng)拂面的舒適感,極小的噪音也是它的優(yōu)點(diǎn)之一,尤為適合有老人和小孩的家庭。出于市場需求,不少塔扇還會(huì)增加一個(gè)香薰盒設(shè)計(jì),讓風(fēng)自帶香氣,更添浪漫氛圍。
空調(diào)扇的體積在這三種新型風(fēng)扇中最為龐大,但它并不像空調(diào)一樣配有壓縮機(jī),其功能與塔扇有些相似,只不過附帶了加冰功能,具有加濕空氣的優(yōu)點(diǎn)。
空調(diào)扇額外配置了一個(gè)水箱和一個(gè)空氣濾凈網(wǎng)。用戶可以選擇在水箱內(nèi)加水或加冰,內(nèi)置的水泵使水在機(jī)內(nèi)不斷循環(huán),使周圍的空氣冷卻,實(shí)現(xiàn)降溫的同時(shí)還可以濕潤空氣。雖然這種制冷方式較為原始,送風(fēng)也較為有限,無法像空調(diào)一樣迅速降溫,但是對于那些體質(zhì)較弱、害怕空調(diào)病的老人與小孩來說,是不錯(cuò)的選擇。
來源丨某購物網(wǎng)站
三伏已經(jīng)結(jié)束,但“秋老虎”依然虎視眈眈。我國不少地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入持續(xù)的高溫天,外出做好防暑降溫工作不可忽視。最接地氣的有葉電風(fēng)扇依舊在為無數(shù)奔忙的人們帶來涼意。但是,也要記得不可在劇烈運(yùn)動(dòng)和大量出汗后猛吹風(fēng)扇哦。