空“穴”来风:揭秘无叶风扇

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇空“穴”来风:揭秘无叶风扇范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

戴森公司是无叶风扇的发明者， 这种风扇与传统风扇的工作原理具有根本性的区别.它没有高速转动的扇叶，由底部的无刷式马达吸入空气，并通过涡轮增压器与喷气式引擎的结合技术，在环形孔中将气流加速，从而卷入和放大机器周围和后方的空气.透过环形孔，可以清楚看到电扇后的景象，甚至把手伸进环形孔也没有问题.这也使得无叶风扇与传统电扇相比，有着众多优点，比如没有震颤感、安全性高、能耗低、噪音小、易清洁.

1 独特外观

无叶风扇能产生自然持续的凉风，由于没有叶片，不会覆盖尘土，或者伤到好奇儿童的手指.更奇妙的是它的造型奇特，外表既流线又清爽，给人造成无法比拟的视觉效果.和大多数桌上风扇一样，空气增倍机能转动90度，而且还可以自由调整俯仰角、遥控控制、液晶显示室内温度及日期时间，在设计上更容易操作，更具人性化. 无叶风扇设计新颖时尚，因为没有风叶，阻力更小，没有噪音，没有污染排放，更加节能、环保、安全.

2 设计灵感

无叶风扇于2009年10月12日在英国首度推出，这项发明的灵感源于空气叶片干手器.空气叶片干手器的原理是迫使空气经过一个小口来“刷”干手上的水，空气增倍机是让空气从一个1.3毫米宽、绕着圆环转动的切口里吹出来.由于空气是被强制从这一圆圈里吹出来的，通过的空气量可增到15倍，它的时速可增至35公里.空气增倍机的空气流动比普通风扇产生的风更平稳.它产生的空气量相当于目前市场上性能最好的风扇.因为没有风扇片来‘切割’空气，使用者不会感到阶段性冲击和波浪形刺激.它通过持续的空气流让你感觉更加自然的凉爽.

3 物理原理：伯努利效应

设在图3的细管中有理想流体在做定常流动，且流动方向从左向右，我们在管的a1处和a2处用横截面截出一段流体，即a1处和a2处之间的流体，作为研究对象.设a1处的横截面积为S1，流速为v1，高度为h1；a2处的横截面积为S2，流速为v2，高度为h2；

如图3所示，经过很短的时间Δt，这段流体的左端S1由a1移到b1，右端S2由a2移到b2，两端移动的距离为Δl1和Δl2，左端流入的流体体积为ΔV1=S1Δl1，右端流出的体积为ΔV2=S2Δl2.

所以ΔV1=ΔV2=ΔV（因为理想流体是不可压缩的）

左端的力对流体做的功为

4 技术问题

4.1 风是从哪里来的？

风最开始是从圆环中间的细微风槽中“吹”出来的：无叶片风扇顶着的那个硕大圆环，并非完全是噱头，而是一个重要的组成，它的中央，开着一条1毫米宽的细缝，而风，最开始就由基座中的涡轮风扇，抽取底座旁的空气从这里吹出来的.问题是：1毫米宽的细缝怎么能吹出平稳且足够多的风来？这就需要介绍“空气放大器”（Air Multiplier）.

4.2 Air Multiplier是怎么实现放大空气的？

图4是无叶风扇的圆环的横截面，标示14即为柯恩达表面，实际上就是能够产生柯恩达效应的物理表面.所谓柯恩达效应（Coanda Effect），又被叫做康达效应，指的是流体（水流或气流）有离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向.当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，流体的流速会减慢.只要物体表面的曲率不是太大，依据流体力学中的伯努利定律，流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动.简单说，就是遇到曲面后，水流或气流会改变原来的运动方向，转而随着曲面流动.举个例子能很好的说明这一现象：水向下流时，根据重力应当以图5中箭头的方向流下，但实际上，水流似乎摆脱了重力的束缚，继续沿着鸡蛋下表面流了一段时间.

无叶风扇的这一柯恩达表面，能让气流从排气口（12）出来后继续沿着曲面前进.这一方面改变了气流的方面，使它能吹向使用者；另一方面，从排气口吹出的气流能将其周边的气流卷吸走，把小气流变为大气流，起到了空气放大器的作用.这就是无叶风扇被称作“空气倍加器”的原因所在.

4.3 如何保持气流平稳？

空气被放大后，还需要解决一个技术问题，那就是从排气口（12）吹出气流的稳定性.如果主气流搅动很大，其卷吸的副气流也不会稳定，那么总气流也是不均匀的，这实际上就没能解决掉传统风扇风力不均的问题.为了解决这个问题，就涉及到雷诺数.所谓雷诺数，是惯性力和黏滞力的比值.雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场.也就是说，雷诺数决定了流体的稳定情况（图6）.

雷诺数的计算与流体路径的横截面积有关，那么，只要在排气口（12）的出口处（14）设置适当的宽度，就能很好的保证稳定的气流出来. 因此通过大量实验，并将最终产品的排气口出口宽度定为1.3 mm.

5 工作流程

无叶风扇的工作流程可以简化处理如下：风扇集合了涡轮增压器和喷气引擎的混流叶轮技术，空气从电风扇的底层吸入.空气进入环形扩大器，然后透过环孔径制造出强大的喷射气流.气流经过一个16°角的螺旋翼形状的空气导向坡，吹出空气，同时，风扇后方的空气被引入气流，机器周围的空气也被卷入气流，气流瞬间增强15倍，最高风速达35.4公里/小时.

6 结语

以上是无叶扇叶的风扇送风原理解析，它摆脱了传统风扇纯粹依靠马达带动扇叶直接送风的模式，而是在扇叶出风后再添加一道环节，通过改变气流运动路线，达到更理想的送风效果.尽管算不上惊世之举，不过在这款产品没有推出以前，估计没有几个人会认为风扇少了扇叶还能够吹风的，这项创新告诉人们，只要勇于设想，并主动尝试从另一个角度去思考，生活中有很多细节是可以不断得到优化完善的.

在应用方面，由于风扇取消了中间高速旋转的扇叶，变得更加安全，即使家里小朋友伸手到里面也不必担心会割到，同时风扇送风更加稳定均匀.而且，产品清洁起来也十分方便，用布擦拭光滑简洁的外表面就可以了，不需要拿着刷子爬着栏栅格子，很费工夫地清理积聚在上面的灰尘，也不需要先拆卸外面的罩盖再擦拭里面的扇叶.