Dyson無(wú)葉風(fēng)扇原理解析.doc

Dyson無(wú)葉風(fēng)扇原理解析在高溫難耐的伏暑天里，很多朋友最想做的就是躲在清清涼涼的室內(nèi)，挖著西瓜看電視了。不過(guò)，如果你認(rèn)為想要保持室內(nèi)涼爽宜人，還必須依靠把空調(diào)溫度調(diào)得很很低，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了，因?yàn)榻衲晗奶?，在潮人圈子里面最流行的已?jīng)不是什么“無(wú)氟變頻空調(diào)”之類的大件電器產(chǎn)品，而是既環(huán)保又輕便，還擁有時(shí)尚線條的“無(wú)扇葉風(fēng)扇”了，而且這種風(fēng)扇能夠形成15倍風(fēng)力的效果，讓你感受到猶如海風(fēng)一般的涼爽。Dyson無(wú)葉風(fēng)扇你相信嗎？Dyson無(wú)葉風(fēng)扇能夠送出15倍效果的風(fēng)力這種無(wú)扇葉風(fēng)扇最早是由美國(guó)Dyson公司推出的產(chǎn)品，外形線條相當(dāng)簡(jiǎn)約，下面是一個(gè)底座，上面是一個(gè)出風(fēng)框，跟我們平常使用的風(fēng)扇相比，就是少了復(fù)雜的扇葉和前后欄柵罩蓋，風(fēng)扇中間完全是空洞洞的。Dyson無(wú)葉風(fēng)扇各種造型Dyson無(wú)葉風(fēng)扇整體外觀Dyson無(wú)葉風(fēng)扇側(cè)面，可以形成一定仰角Dyson無(wú)葉風(fēng)扇配套遙控器那這樣的結(jié)構(gòu)到底是怎么樣形成吹風(fēng)效果的呢？別急，其實(shí)設(shè)計(jì)師在里面運(yùn)用了很多在飛機(jī)構(gòu)造上應(yīng)用到的空氣動(dòng)力學(xué)原理，下面我們一起來(lái)看看。首先來(lái)看看這款風(fēng)扇的底座設(shè)計(jì)，并不是簡(jiǎn)單馬達(dá)搭配上電源開(kāi)關(guān)、風(fēng)力檔位的組合。底座與風(fēng)扇的出風(fēng)框是可以分離開(kāi)來(lái)的，通過(guò)卡口裝配起來(lái)。底座內(nèi)部除了有馬達(dá)以外，下面還有布滿密孔的進(jìn)風(fēng)口，這里是最原始吸取空氣的部位。Dyson無(wú)葉風(fēng)扇出風(fēng)框部分Dyson無(wú)葉風(fēng)扇底座部分Dyson無(wú)葉風(fēng)扇底座下面是布滿密孔的進(jìn)風(fēng)口空氣進(jìn)入底座后，由馬達(dá)帶動(dòng)，再經(jīng)過(guò)底座上方的一層隱藏扇葉向上送風(fēng)。這一層扇葉是水平旋轉(zhuǎn)的，裝上出風(fēng)框后在外部完全看不到。Dyson無(wú)葉風(fēng)扇底座上有一層水平扇葉，把空氣向吹進(jìn)出風(fēng)框內(nèi)Dyson無(wú)葉風(fēng)扇出風(fēng)框與底座相接的卡口經(jīng)過(guò)馬達(dá)和扇葉作用后，已經(jīng)形成一定氣流的空氣進(jìn)入出風(fēng)框內(nèi)部空腔。注意了，出風(fēng)框的內(nèi)部是一個(gè)有特殊構(gòu)造的空腔，而非一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬實(shí)心框。從下面的橫截面示意圖可以看到，風(fēng)扇框的腔體朝著送風(fēng)的正方向較薄，完全封閉，反方向較厚，金屬片包裹了一圈后留出較窄的縫隙，這條縫隙就是出風(fēng)口。Dyson無(wú)葉風(fēng)扇出風(fēng)框的出風(fēng)口縫隙Dyson無(wú)葉風(fēng)扇出風(fēng)框的橫截面示意圖氣流從底座上來(lái)，散布充滿出風(fēng)框的腔體內(nèi)，積聚到一定程度就會(huì)超過(guò)腔體外的正常氣壓，于是形成風(fēng)。而前端狹窄后端寬厚的腔體會(huì)迫使內(nèi)部氣流朝后端更寬闊的空腔運(yùn)動(dòng)，不斷“相互擠壓”的空氣最后只能從細(xì)小的狹縫中“泄漏”出去，持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，這種結(jié)構(gòu)能夠漸漸加強(qiáng)送風(fēng)壓力，使出風(fēng)口縫隙的氣流更加快速。空氣在出風(fēng)框內(nèi)腔的流動(dòng)方向一旦出風(fēng)口的氣流加快，形成吹風(fēng)效果，就會(huì)引起出風(fēng)框周?chē)目諝庖哺S流動(dòng)起來(lái)。一方面，風(fēng)扇背面的空氣會(huì)從后向前補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，加強(qiáng)中心送風(fēng)效果，另一方面，出風(fēng)框外圍的空氣也會(huì)因?yàn)闅饬髟斐傻呢?fù)壓一齊補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，拓寬吹風(fēng)的范圍。各種氣流疊加，就會(huì)形成數(shù)倍于底座吸收空氣能力的送風(fēng)效果。風(fēng)扇背面的空氣從后向前補(bǔ)充進(jìn)來(lái)加強(qiáng)中心送風(fēng)效果框體外圍空氣因?yàn)闅饬髟斐韶?fù)壓也一齊補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，拓寬吹風(fēng)范圍出風(fēng)框截面的氣流示意圖各種氣流疊加形成數(shù)倍于底座吸收空氣能力的送風(fēng)效果以上就是Dyson公司這款沒(méi)有扇葉的風(fēng)扇新品的送風(fēng)原理解析，它擺脫了傳統(tǒng)風(fēng)扇純粹依靠馬達(dá)帶動(dòng)扇葉直接送風(fēng)的模式，而是在扇葉出風(fēng)后再添加一道環(huán)節(jié)，通過(guò)改變氣流運(yùn)動(dòng)路線，達(dá)到更理想的送風(fēng)效果。盡管算不上驚世之舉，不過(guò)在這款產(chǎn)品沒(méi)有推出以前，估計(jì)沒(méi)有幾個(gè)人會(huì)認(rèn)為風(fēng)扇少了扇葉還能夠吹風(fēng)的，這項(xiàng)創(chuàng)新告訴人們，只要勇于設(shè)想，并主動(dòng)嘗試從另一個(gè)角度去思考，生活中有很多細(xì)節(jié)是可以不斷得到優(yōu)化完善的。另外，由于風(fēng)扇取消了中間高速旋轉(zhuǎn)的扇葉，變得更加安全，即使家里小朋友伸手到里面也不必?fù)?dān)心會(huì)割到，同時(shí)風(fēng)扇送風(fēng)更加穩(wěn)定均勻。且，產(chǎn)品清潔起來(lái)也十分方便，用布擦拭光滑簡(jiǎn)潔的外表面就可以了，不需要拿著刷子爬著欄柵格子，很費(fèi)工夫地清理積聚在上面的灰塵，也不需要先拆卸外面的罩蓋再擦拭里面的扇葉。Dyson無(wú)葉風(fēng)扇更加安全，伸手到中間也不擔(dān)心被割傷傳統(tǒng)風(fēng)扇與Dyson無(wú)葉風(fēng)扇的送風(fēng)效果對(duì)比Dyson無(wú)葉風(fēng)扇外觀簡(jiǎn)約，更容易清潔除塵在生產(chǎn)工藝上，與傳統(tǒng)風(fēng)扇相比，這款沒(méi)有扇葉的風(fēng)扇新品主要增加了出風(fēng)框內(nèi)腔的設(shè)計(jì)、制造和裝配環(huán)節(jié)，帶來(lái)的成本增加并不是十分明顯，特別是形成具有一定規(guī)模流水線生產(chǎn)后，不會(huì)擔(dān)心原材料稀缺致使價(jià)格過(guò)高，也不會(huì)因?yàn)楣に囘^(guò)于復(fù)雜繁瑣增加制造難度，更不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，因此我們有理由相信這款新品會(huì)很快被市場(chǎng)所接受，甚至?xí)霈F(xiàn)更多類似產(chǎn)品，進(jìn)一步影響我們今后的生活方式。揭秘：戴森的無(wú)葉片風(fēng)扇是怎么工作的？好了，相信大家都已經(jīng)看過(guò)戴森 (Dyson)新近推出的無(wú)葉片風(fēng)扇了，的確讓人印象深刻但是，這玩意到底是如何工作的？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，愛(ài)稀奇發(fā)現(xiàn)了一些有趣的東西，只要你耐心地看完，定然解決所有疑惑：從哪里開(kāi)始呢？好吧，其實(shí)關(guān)于無(wú)葉片風(fēng)扇的所有問(wèn)題，都可以歸結(jié)為一個(gè)問(wèn)題，那就是，風(fēng)是從哪里來(lái)的？愛(ài)稀奇直截了當(dāng)?shù)馗嬖V你，風(fēng)最開(kāi)始是從圓環(huán)中間的細(xì)微風(fēng)槽中“吹”出來(lái)的：無(wú)葉片風(fēng)扇頂著的那個(gè)碩大圓環(huán)，并非完全是噱頭，而是一個(gè)重要的組成，它的中央，開(kāi)著一條1毫米寬的細(xì)縫，而風(fēng)，最開(kāi)始就由基座中的渦輪風(fēng)扇，抽取底座旁的空氣從這里吹出來(lái)的。當(dāng)然，你可不能指望1毫米寬的細(xì)縫就能吹出平穩(wěn)且足夠多的風(fēng)來(lái)。這就涉及第二個(gè)問(wèn)題了，關(guān)于這臺(tái)無(wú)葉片風(fēng)扇的名字，空氣放大器，Air Multiplier什么意思，它是怎么“放大”空氣的？這涉及兩個(gè)物理名詞，首先是霧沫夾帶 (Entrainment)，其意思簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是當(dāng)有一束氣流急速通過(guò)時(shí)，它會(huì)拉扯周?chē)目諝?，將它們跟著它一起運(yùn)動(dòng)。對(duì)此，你可以想象招聘會(huì)中的人潮，周?chē)娜丝偸巧聿挥杉旱馗蟛筷?duì)前進(jìn)，哈哈。具體到無(wú)葉片風(fēng)扇，當(dāng)氣流從1毫米寬的細(xì)縫以55英里的時(shí)速吹出時(shí)，它將夾帶著周邊的空氣一起向前；其次是負(fù)壓，這個(gè)不難理解，空氣都往前了，圓環(huán)后的氣壓會(huì)降低，并導(dǎo)致后方更多的空氣加入以平衡氣壓在這兩個(gè)物理名詞的作用下，空氣，或者說(shuō)無(wú)葉片風(fēng)扇的風(fēng)量，被顯著放大，達(dá)到渦輪風(fēng)扇本身抽取量的15倍。最后一個(gè)問(wèn)題，它如何保持氣流平穩(wěn)？因?yàn)閱?wèn)題二的描述，看上去似乎很難控制?。窟@就涉及第三個(gè)物理名詞了，雷諾數(shù) (Reynolds number)。不過(guò)，在解釋這是什么之前，我們先去廚房看看水龍頭，對(duì)，請(qǐng)把水龍頭擰開(kāi)放水，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水龍頭半開(kāi)時(shí)，水流總是相對(duì)平穩(wěn)，成束狀從水管中涌出；而一旦你全開(kāi)或者減少擰開(kāi)的程度，水流就不老實(shí)了，水花會(huì)開(kāi)始四濺這個(gè)現(xiàn)象，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是，流體的形狀，大致地和其本身的粘度、初始孔徑等有關(guān)。為此，物理學(xué)家們找到了一個(gè)計(jì)算公式，而其結(jié)果就是雷諾數(shù)。具體到無(wú)葉片風(fēng)扇，戴森發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空氣在正常的粘度和溫度、氣壓等條件下，1毫米寬的縫隙，剛好可以讓氣流在吹出后不會(huì)發(fā)生紊亂，保持平穩(wěn)戴森和他設(shè)計(jì)的兩款空氣乘數(shù)無(wú)葉風(fēng)扇空氣乘數(shù)無(wú)葉風(fēng)扇工作原理分解圖據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在炎炎夏日即將到來(lái)之際，英國(guó)著名設(shè)計(jì)師詹姆斯戴森( James Dyson)6月22日正式對(duì)外推出新空氣乘數(shù)無(wú)葉風(fēng)扇( Air Multiplier)，并正式向其稱之為“無(wú)效”的空調(diào)產(chǎn)品宣戰(zhàn)，利用該新型無(wú)葉風(fēng)扇和空調(diào)產(chǎn)品展開(kāi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)年62歲的戴森，因發(fā)明無(wú)袋式真空吸塵器而聞名于世。市場(chǎng)專家戴森現(xiàn)已擁有5億英鎊資產(chǎn)。目前，戴森旗下的公司和研究所在全球范圍內(nèi)雇傭2500余名員工，在英國(guó)境內(nèi)有1600名員工。戴森旗下在威爾特郡擁有一家微生物專業(yè)實(shí)驗(yàn)室及數(shù)家液、電、熱、聲、及軟件工程實(shí)驗(yàn)室。戴森聲稱：“民眾目前使用的空調(diào)不但耗電率過(guò)高，而且?guī)缀鹾翢o(wú)通風(fēng)的同能。而我們推出的新無(wú)葉風(fēng)扇不但在價(jià)格上和空調(diào)相比更加低廉，而且通風(fēng)性更強(qiáng)?！贝魃瞥龅目諝獬藬?shù)無(wú)葉風(fēng)扇產(chǎn)品中擁有100多項(xiàng)技術(shù)專利，其中最典型的特點(diǎn)在于其基座中使用了氣旋加速器(cyclone accelerator)，這是項(xiàng)廣泛利用于噴氣式飛機(jī)引擎及汽車(chē)渦輪增壓中的技術(shù)。普通型空氣乘數(shù)無(wú)葉風(fēng)扇的工作原理為，基座中帶有的40瓦電力馬達(dá)每秒鐘將33升的空氣吸入風(fēng)扇基座內(nèi)部，經(jīng)由氣旋加速器加速后，空氣流通速度最大被增大16倍左右，經(jīng)由無(wú)葉風(fēng)扇扇頭環(huán)形內(nèi)唇環(huán)繞，其環(huán)繞力帶動(dòng)扇頭附近的空氣隨之進(jìn)入扇頭，并以每秒405升的速度向外吹出。這款空氣乘數(shù)無(wú)葉風(fēng)扇同時(shí)帶有風(fēng)速大小調(diào)節(jié)裝置，方便用戶根據(jù)實(shí)際情況調(diào)