相信不少童鞋都通过一种潮流风扇——无叶风扇,没有扇叶还能叫做电风“扇”吗?吹得出风来吗?“无叶风扇”就是这样神奇的新电器,其实它正式学名是气流倍增器,下面小编带大家一起了解无叶风扇原理。
面对炎热的夏天,你是否常常赖在电风扇前猛吹,手上还拿着扇子猛搧风呢?不论扇子或电扇,能让你觉得凉爽的原因,都是让空气流动,加速带走人体皮肤表面的汗液和热气。
扇子搧动时,推力会把空气往下压,被挤压的空气往四周流动而产生风。电风扇则是透过电力让马达转动扇叶,此时靠近扇叶边缘的空气流速快、气体压力 小,靠近轴心的空气流速慢、气体压力大,空气因而向电风扇边缘外流动;另一方面,透过扇叶的形状导引,扇叶表面的空气沿着扇叶往前推进,电扇后方的空气因 气流压力关系,持续补充进来形成推进气流。你下次试着到电风扇后方感受一下,可以感觉到有股吸力,不过小心别把头发吸进去了。
没有扇叶的风扇
不过最近几年,你可能在某些卖场看到过一种神奇又有趣的“无叶风扇”(正式名称为“气流倍增器”),它没有扇叶,只有一个圆形或椭圆形的洞,却能吹出强而有力的风,而且跟电风扇的风相比,它的气流稳定而不会一阵一阵的,清洁起来又方便,还不用担心不小心卷进头发或手指。
这种新产品是在 2009 年由英国发明家戴森(James Dyson)首次发布,它的外型包括一个圆柱型的基座,上面接着一个圆环或椭圆环形状的出风口。这个圆环看似一个薄片,但其实内部是中空的,而且一边厚一边薄,这样的形状设计能增加白努利效应。
无叶风扇运作时,基座内的马达会先从边缘的许多小孔吸入空气,再把这些空气向上推升到圆环内的中空管道,这个管道在较厚的那一边,有一圈很窄的缝, 空气从缝中喷出;此时由于白努利定律,这些气流会在圆环中间产生较低的气压,因而带动圆环后方、上下周围的空气一起流入,朝着圆环前方吹。业者宣称,基座 吸入一分空气,就可以吹出15~18倍的风量,而且因为没有扇叶转动干扰,产生的风比由扇叶转动而产生的风更加柔顺。
目前无叶风扇最大的缺点就是声音太大,业者也正在针对这问题进行改良。可能的做法包括在基座的马达下方设计共振腔,让声波在里面反弹后稍微相互抵消,减低马达的声音,以及在环型的气体通道内设计流线型隔板,减低风声。相信安静又稳定的电风“扇”,迟早能走进我们的生活。
小常识:白努利定律
白努利定律由18 世纪的瑞士数学家白努利所提出,是流体力学中一个重要的定律(不只水流,气流也算流体),描述的是流体的流速与压力间的关系,简单来说,在流体密度不变的情况下,如果流体流速变快,压力就会变小(不过这两个数字并不是简单的反比关系)。
在日常生活中,很容易就能找到白努利定律的例子。比如在捷运或火车的月台上总会画一条警戒线,不准候车的旅客超过,就是因为当列车进站时会带动气流,导致靠近列车处气流流速较快而压力较小,如果站得太近,就会被吸过去而引发危险。
你可以用一张白纸做个简单的实验,亲身体验白努利定律:
1. 把白纸对摺立在桌上。
2. 往中间小心的吹气,你会发现白纸不但没被吹跑,两边还向中间靠拢,这就是白努利定律。
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