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炎炎夏日如何做到“空穴來(lái)風(fēng)”?無(wú)葉風(fēng)扇原理探究

小石潭
從事航空航天領(lǐng)域工作,關(guān)注前沿科技發(fā)展,深入淺出介紹科學(xué)知識(shí)
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炎炎夏日,許多家庭都會(huì)搬出“雪藏”已久的風(fēng)扇來(lái)使用。經(jīng)過(guò)一冬,風(fēng)扇的扇葉往往已經(jīng)落滿了灰塵,需要認(rèn)真清理。在使用風(fēng)扇時(shí),不少父母也會(huì)擔(dān)心孩子把手伸到旋轉(zhuǎn)的扇葉里被打傷。這時(shí),神奇的無(wú)葉風(fēng)扇便可以解決這些煩惱,它不僅造型優(yōu)美,科技感十足,而且沒(méi)有扇葉,更為安全。可是風(fēng)扇沒(méi)有葉片,它的風(fēng)是從何而來(lái)的呢?下面就讓我們來(lái)一起了解一下吧。

我們都知道,傳統(tǒng)的風(fēng)扇是利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)空氣流動(dòng)產(chǎn)生風(fēng)的,而無(wú)葉風(fēng)扇則不然,它的風(fēng)是通過(guò)對(duì)空氣的加速而產(chǎn)生的,所以它還有另外一個(gè)名字——空氣倍增機(jī)。

無(wú)葉風(fēng)扇由英國(guó)人詹姆士戴森發(fā)明,他的靈感來(lái)源于公共場(chǎng)所洗手池邊的烘干機(jī),其可以瞬間產(chǎn)生很大的風(fēng)量,將我們手上的水烘干。無(wú)葉風(fēng)扇也類似,但它的構(gòu)造更為復(fù)雜。它由底座和頭頂?shù)膱A環(huán)兩部分組成,圓環(huán)中間有一條很細(xì)的風(fēng)槽,風(fēng)就是從這個(gè)風(fēng)槽里吹出來(lái)的。

風(fēng)槽里的風(fēng)又是怎么來(lái)的呢?秘密就藏在底座里面。底座中帶有功率強(qiáng)勁的電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)上的渦輪可以將空氣壓縮并吸入環(huán)形風(fēng)道中。環(huán)形風(fēng)道內(nèi)部裝有氣旋加速器,可以將吸入的空氣加速。加速后的空氣被送入圓環(huán)之中,經(jīng)環(huán)形的風(fēng)槽環(huán)繞,此時(shí)高速運(yùn)動(dòng)的氣體造成環(huán)狀氣流的壓強(qiáng)減小,帶動(dòng)圓環(huán)附近的更大量的空氣涌入扇頭,并以高速度從環(huán)狀縫隙中向外吹出,從而形成流動(dòng)的風(fēng)。

無(wú)葉風(fēng)扇可以通過(guò)無(wú)極變速器來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量,不像傳統(tǒng)風(fēng)扇那樣分為固定幾檔,它可以在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)隨意控制風(fēng)量大小。除了便于清洗和安全性高的優(yōu)點(diǎn)外,無(wú)葉風(fēng)扇吹出的風(fēng)穩(wěn)定、連續(xù),相較于普通風(fēng)扇而言舒適性也更好。現(xiàn)在某些品牌的無(wú)葉風(fēng)扇增加了吹暖風(fēng)的功能,這樣其在冬天也可以派上用場(chǎng),不會(huì)因換季而被擱置。更顯創(chuàng)意的是,某些高端品牌還在此基礎(chǔ)上增加了空氣凈化的功能。

然而無(wú)葉風(fēng)扇也有一些缺點(diǎn)。相較于普通的風(fēng)扇,要達(dá)到相同的吹風(fēng)效果,其能耗會(huì)有所增加。在大強(qiáng)度吹風(fēng)時(shí),噪音也不可避免,而且價(jià)格較高,不如普通風(fēng)扇的價(jià)格那樣親民。

本文由北京印刷學(xué)院物理系副教授李蜜丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

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