无叶风扇是什么黑科技

咱们平常糊口中所熟练的风扇，其最显著的标识即是差遣空气崎岖的叶片。不过，频年来商场上浮现了一类长相古怪的无叶风扇。从名字中就也许看出，这种风扇没有叶片，大多看上去像是一个联结着柱子的圆环，有的乃至长成了塔形或球形。

不过，这种风扇尽管号称“无叶”，但假如将其拆解的话，就会觉察并非如斯。以圆环形无叶风扇为例，其柱体底座表面设有很多进气孔，其内装有空气紧缩机。当机械运转时，空气紧缩机欺诈涡轮叶片的回旋，从进气孔吸入空气并增压，以后排进取部圆环的中空部份，并从圆环边际的细缝高速流出，最后构成吹向咱们的气流。

照如斯说的话，这种风扇就不过把叶片潜伏起来？那咱们在旧例的有叶风扇外加之一个罩子，带领其风向，不就成无叶风扇了？确实，有不少手持小风扇即是如斯做的。但咱们这边议论的无叶风扇并非这么容易。它最大的特征，即是吹出的风量能远远超越空气紧缩机吸入的风量，是以也被称为“空气倍增器”(airmultiplier）。

原本，无叶风扇也许添加风量的神秘并不繁杂。首先是流膂力学中的伯努利道理：流速越快，流体压强越小。伴有着高速的气流射出细缝，内圈表面会构成负压，迫使后方的空气流入环内。其次，内圈表面被策画成相仿于机翼的形态，并有必要的倾角。基于机翼构成升力的道理：在必要的角度领域内，倾角越大，内圈接近后端处会构成更大的负压。是以，在这两个影响的叠加下，内圈轴进取浮现了显著的压强差，差遣着后部气流投入圆环内，以此添加出风量。

某款无叶风扇的产物图，右图表示其圆环轴向被策画成相仿于机翼的组织（内圈部份相仿于机翼的上表面），气流从厥后部的狭缝喷出。

同时，流出圆环的气流由于具备必要的黏性，能将周围的空气也“夹带”投入。据已有的推算终于，无叶风扇在内圈表面具备很强的涡度，也许构成较强的黏性切应力，因而流出圆环的气流能“夹带”洪量空气，从而添加出风量。比拟之下，旧例风扇关于周边空气的“黏性夹带”就相对弱了一点。由于旧例风扇所构成的气流还带有切向速率，是以裁减了轴向的速率梯度，使得黏性切应力较小，无奈推动更多周边气流。

某款无叶风扇的推算流膂力学摹拟（颜色示义气流速率）

须要注重，不论是何种道理，添加出风量就象征着给更多空气增速，其能量起原老是从细缝中射出的气流。是以，跟着出风量的添加，风速总会变小。以某款无叶风扇的数据来看，其细缝中气流的射出流速能抵达24米/秒，距风扇60厘米处的气流轴向速率约莫为2.5米/秒；风扇的进心胸在20～30升/秒，而出风量最大能抵达升/秒左右。

和旧例风扇比拟，无叶风扇最大的上风在于能构成安稳况且连结的气流。旧例风扇的叶片在回旋时会切割气流，况且在叶尖会构成“涡流零落”，致使构成的气流有剧烈的变动和中止。比拟之下，无叶风扇所构成的气流更为平静安适。其它，不言而喻，无叶风扇由于形状组织容易，是以更易于荡涤且平安便利。但是，由于采纳了空气紧缩机，比拟旧例风扇中的机电，无叶风扇集意会构成更大的噪声。况且当今来看，其商场上的均匀价值也是要高于旧例风扇。

本文节选自《科学寰宇》年第2期

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