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。仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),我們見到大部分的風(fēng)扇,扇葉都是奇數(shù)片的,最常見的是3葉和5葉的電風(fēng)扇。為什么我們好像沒有見過2片或者4片葉子的風(fēng)扇呢?不同的扇葉數(shù)量又會帶來怎樣的影響呢?今天,我們就來聊一聊風(fēng)扇葉片背后的秘密!
我們知道電風(fēng)扇是通過電機帶動扇葉轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生向前的風(fēng),但其本身制熱不制冷,而是通過吹出的風(fēng)加快人體散熱來實現(xiàn)降溫。一般家庭使用的電風(fēng)扇都是由插頭、扇葉、電動機和外罩等主要部件組成。當(dāng)人們插上插頭,接通電源后,電動機就開始消耗電能,并通過轉(zhuǎn)動將電能轉(zhuǎn)化為機械能,帶動電風(fēng)扇的扇葉快速轉(zhuǎn)動。
扇葉在高速旋轉(zhuǎn)時,周圍空氣的流動速度加快,就形成了風(fēng)。而人之所以能在風(fēng)吹的環(huán)境下感受涼爽,是由于風(fēng)的經(jīng)過會加速人體表面的汗液蒸發(fā)。那么為什么電風(fēng)扇在設(shè)計時更多采用的都是奇數(shù)葉片呢?
首先,奇數(shù)葉片的穩(wěn)定性更強。當(dāng)風(fēng)扇的葉片數(shù)量為偶數(shù)時,由于材料本身質(zhì)量不均,加上安裝存在誤差,葉片在高速轉(zhuǎn)動時會發(fā)生顫動。如果葉片設(shè)計成偶數(shù),則會形成對稱排列方式。
由于對稱性,一邊葉片的抖動會往相對葉片傳導(dǎo),容易引起共振,從而導(dǎo)致其無法長時間承受共振產(chǎn)生的能量而出現(xiàn)斷裂的情況。
而當(dāng)風(fēng)扇的葉片數(shù)量為奇數(shù)時,這個問題就可避免,因為它可以排列成不對稱的形狀,有效降低噪音和自身的抖動。
偶數(shù)片扇葉對稱形狀(左)奇數(shù)片扇葉更為平衡(右)
其次,從節(jié)能角度而言,三片風(fēng)扇更節(jié)省成本也相對節(jié)能一些。因為三片風(fēng)扇可以形成不對稱的一個合理的力學(xué)動力,當(dāng)一片葉片不具備動力勢能時,其他的兩片處于勢能狀態(tài),兩片勢能葉片自然可以輕松帶動一片暫時不具備勢能的葉片,從而可以節(jié)省電力和節(jié)約能量。
還有小伙伴可能會好奇,風(fēng)扇葉片是多一些好還是少一些好?相信大家都有注意到,老式的風(fēng)扇大多為三葉電扇,風(fēng)力強勁,但同時也有著噪音大、吹出的風(fēng)比較直接、相對較硬、給人體帶來的舒適感較差等缺點,而隨著材料和技術(shù)進步,大家現(xiàn)在看到的家用電風(fēng)扇則更多是五葉、七葉甚至更多葉的電扇,葉片的增加,需要配合材質(zhì)上的更新、電機技術(shù)的提高,基本上風(fēng)扇扇葉越多,電機質(zhì)量也要更加好。其吹出的風(fēng)更加柔和并且噪聲更小。這是由于,在轉(zhuǎn)速基本不變的情況下,適當(dāng)增加扇葉數(shù)能夠減小單個葉片所切割出的空氣體積而使得吹出的風(fēng)更加柔和同時降低噪音。
單數(shù)葉片的設(shè)計理念不僅在風(fēng)扇上適用,在部分螺旋槳直升機的設(shè)計中也有著一定的體現(xiàn)。除此之外,對于散熱器這種軸流風(fēng)扇,由于散熱器的實際散熱效果,很大程度取決于葉片數(shù)量的設(shè)計,因此廠家通常會采用增加葉片數(shù)目的方式,來保證一定的風(fēng)量和風(fēng)壓,但不管軸流風(fēng)扇的葉片數(shù)目是多少,葉片結(jié)構(gòu)大多也是7、9、11這樣的奇數(shù)組成,也有著同樣的道理。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:電風(fēng)扇葉片為啥非得是單數(shù)?
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