如今全國部分地區(qū)依悶熱，不可或缺的降暑神器莫過于空調和風扇了。但空調開久了，會讓人產(chǎn)生悶的感覺，所以比起空調，有些人更喜歡風扇的自然風。近幾年，市場上出現(xiàn)了一類相貌奇特的風扇——無葉風扇。它跟我們熟悉的風扇不同，長得像一個安裝在柱子上的大圓環(huán)，但空空的圓環(huán)里，卻能吹出陣陣涼風。
可能很多人會好奇，沒有扇葉，風是怎么吹出來的？這是什么“黑科技”呢？今天，我們就來揭曉無葉風扇的秘密。
01
無葉風扇也有葉片？
如果你身邊正好有一臺無葉風扇，可以靠近一些，仔細觀察觀察。開機時，大圓環(huán)內(nèi)側的一圈縫隙中會吹出高速氣流，下方底座上有一些氣孔，把手放在旁邊，可以隱約感受到一股吸力。種種跡象表明，空氣是被某種裝置從底座吸入，然后再從環(huán)上的縫隙吹出來的。其實，這個過程依賴于無葉風扇的核心——離心式壓氣機。它可以將空氣瞬間吸入，對空氣進行加壓，使其繼續(xù)向上方圓環(huán)內(nèi)通道流動。這些功能需要離心式壓氣機中的電機和葉輪配合實現(xiàn)。
葉輪？說到這兒，也許有人會說，原來無葉風扇只不過是把葉片都藏在里面了??？注意，此葉片非同于彼葉片，它們有著不同的工作原理。傳統(tǒng)的風扇葉片，是靠曲面的形狀，在轉動時將葉片附近空氣“切割”并向前推出，從而形成直接吹到我們身上的風。一般家用風扇的葉片每分鐘能轉動1000圈左右。而離心式壓氣機在工作時，內(nèi)部葉輪在電機的帶動下每分鐘能轉50000圈。更有甚者，轉速能達到普通電扇的100倍！空氣在高速轉動葉輪的帶動下，會因為離心作用從中心甩到邊緣。
葉輪中的葉片具有復雜的形狀，由中心到邊緣各葉片的間距逐漸擴大。生活中我們知道，巷子里的風要比大馬路上的強。同樣，由于葉片間距的增大，空氣在葉輪邊緣時的流速也會比在中心時更緩。流速上的差異會帶來什么影響呢？大家可以取兩張紙，做一個小實驗看看。把兩張紙靠近，然后向中間吹一口氣。你會發(fā)現(xiàn)，紙并不會被吹向兩邊，反而會相互靠攏。
這個現(xiàn)象可以通過伯努利原理來解釋。伯努利原理告訴我們，流速越大的地方，壓強越小。向兩張紙之間吹氣，中間的壓強就會降低，因而紙張會被外側壓強更大的空氣推著靠近。同樣，當葉輪內(nèi)的空氣流到更為寬闊的邊緣區(qū)域時，流速降低，壓強增加，起到了加壓的效果，從而使這部分空氣繼續(xù)被輸送至上方圓環(huán)的出風口。類似吸入空氣并加壓的工作原理，也被運用在飛機和汽車發(fā)動機的渦輪中。
02
風可以被放大？
無葉風扇的葉輪都比較小，僅憑葉輪輸送的空氣，往往不能提供足量的風量。但很多商家聲稱自己的無葉風扇采用了“空氣倍增”技術，能將風量放大。這又是怎么一回事呢？上面說到，空氣被葉輪吸入，然后被輸送至圓環(huán)內(nèi)側的出風縫隙流出。出來的高速氣流并不會到處亂飛，而是很聽話地貼著圓環(huán)內(nèi)側表面快速流過。
這個現(xiàn)象叫做康達效應（Coanda Effect）。當快速流淌的氣體從一個平緩曲面上經(jīng)過時，會偏離原來的流動方向，轉而貼附著曲面流過。日常生活中，當你拿著調羹的背面貼近水龍頭流出的水流時，原本豎直的水柱會被調羹“吸引”，變得彎曲，這也是康達效應的體現(xiàn)。因此，流速快的空氣被集中在了圓環(huán)內(nèi)表面附近的區(qū)域里。還記得前面說過的伯努利原理嗎？由于流速大的地方壓強低，圓環(huán)區(qū)域和風扇后方區(qū)域會形成顯著的壓差。在壓差的驅動下，后方的大量空氣被壓進圓環(huán)區(qū)域，然后再向前噴出。這樣一來，風量就大大增加了。
其實，離心壓氣機輸送的加壓空氣，只占吹到我們身上風量的很小一部分，但它起到了拋磚引玉的作用。通過它制造的壓差，能夠驅動數(shù)十倍體積的外部氣體提供足量的風。因此，無葉風扇里的離心壓氣機的大小和功率都不需要很大。
03
無葉風扇的優(yōu)缺點
由于工作原理的不同，無葉風扇吹出的風不會像傳統(tǒng)風扇那樣有階段性的沖擊感，而是柔和且平滑的，體驗感更加舒適。對于傳統(tǒng)風扇，家長們都會告誡小朋友，不要把手伸進風扇旋轉的葉片里。無葉風扇沒有外露的葉片，安全隱患較低，也方便日常清潔。此外，目前市面上還出現(xiàn)了集加濕、凈化、熏香等多功能于一體的無葉風扇。傳統(tǒng)風扇由于結構受限，很難做到這一點。
但是，無葉風扇也有一些缺點。最重要的一點，就是貴。有些無葉風扇的價格是普通風扇的數(shù)十倍之多，買一個無葉風扇，都快趕上買一個空調了。另外，根據(jù)許多朋友的使用體驗，遠距離吹風體驗感會下降很多，還會有噪音等問題。希望未來在各大廠家的努力下，無葉風扇能更加物美價廉，在炎炎夏日將舒適的自然風吹進千家萬戶。