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物理小知識:不傷手的風扇,是什么原理

來源:網絡資源 文章作者:奧數網整理 2019-04-02 08:35:20

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  有這樣一道中考物理題,說的是一種沒有扇葉的新型風扇,與傳統有葉風扇相比,這種沒有扇葉的風扇更安全,特別是對于有兒童的家庭來說這種風扇簡直太適合了,因為兒童總是對轉動的扇葉很好奇,偶爾還會把手伸進去試一試,結果很容易造成傷害,但是用了這種無葉風扇就再也不用擔心傷兒童手了。除了比傳統風扇更安全之外,這種風扇由于沒有一片一片的扇葉,所以清洗起來也更容易。另外這種風扇的氣流比傳統風扇更穩定。

  總之,這樣的風扇的優點已經完全蓋過了傳統風扇。

  那么,這種風扇的物理原理到底是什么呢?我們先來看一下這道中考物理題,再來仔細研究一下。

  通過本題題意可以看出來,無葉風扇其實并非真的沒有扇葉,而是把扇葉按在了底座內部,當無葉風扇開始工作時,其底座內的電動機就會將空氣從底座周圍細孔(進風口)吸入,吸入的空氣經過壓縮之后進入上方的圓環空腔內部,在從圓環空腔上的細縫中高速吹出。由于其圓環的涉及是一種類似飛機機翼的弧線狀,當內部空氣吹出時,由于貼著圓環表面的空氣流速大,造成其壓強比后方以及上下左右空氣壓強小,從而使周邊空氣一起向前流動,然后導致后方更多的空氣流入風扇的出風口,從而使風量顯著變大。

  這道物理題中還提到一種“康達效應”,這種無葉風扇的細縫結構就是根據康達效應設計的。此效應又被稱為“附壁作用”,是指當流體順著物體的突出表面流動時,有向物體吸附的趨向,并沿著物體表面繼續前進。

  由此可見,這種風扇涉及到的中學物理原理主要是伯努利原理,即“流體流速與壓強的關系”!

  本題對應有三個問題。我們一一解答一下:無葉風扇比傳統有葉風扇更加安全的原因是:“無扇葉”。

  出風口通過的空氣質量大(根據題目中第二段可知,當風扇正常運行時,相同時間內從出風口通過的空氣質量大于進風口流進的空氣質量。)

  因為“流速大的地方壓強小”(壓縮空氣從圓環空腔中的細縫中高速吹出,根據流速大的地方壓強小的原理可知,周邊的空氣也會一起向前流動,導致后方更多的空氣流入電扇出風口,風量被顯著放大。)

  炎炎夏日,沒有空調的情況下,用這種無葉風扇看起來不錯,只是,價格稍貴一些。

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