Wentylatory, które widzimy w naszym codziennym życiu, są napędzane silnikami AC lub TF DC, które napędzają łopatki wentylatora, co jest również najbardziej oczywistą oznaką wentylatora. W ostatnich latach na rynku pojawił się wentylator bezłopatkowy, zwany wentylatorem bezłopatkowym.
Wygląda na to, że wentylatory bezłopatkowe nie mają łopatek, a ich kształty są również różne, w tym cylindryczne, wieżowe i kuliste. Chociaż nazywa się to wentylatorem bezłopatkowym, tak naprawdę nie jest to wentylator bezłopatkowy. Możesz zobaczyć schemat demontażu:
Na schemacie demontażu (na przykładzie kształtu cylindrycznego) widać, że na korpusie głównym znajduje się wiele otworów wlotowych powietrza. Podczas pracy wentylatora łopatki turbiny są napędzane przez silnik TF. Powietrze wchodzi do otworu, aby zwiększyć ciśnienie powietrza, które jest następnie wprowadzane do wydrążonej części pierścienia i wypływa z dużą prędkością przez szczelinę na krawędzi pierścienia i ostatecznie tworzy strumień powietrza.
W przypadku wentylatorów bezłopatkowych silnik TF może wydmuchać 15–18 razy większą objętość powietrza pod wpływem szybkiego obrotu. Wiatr generowany bez ingerencji łopatek wentylatora jest bardziej sprężysty niż wiatr wywołany obrotem łopatek wentylatora. Obecnie niektóre zwykłe wentylatory bezłopatkowe mają wadę hałasu. Jest zbyt głośny, zwłaszcza hałas silnika powoduje, że ludzie czują się bardzo nieswojo. Zastosowanie silnika TF rozwiązuje tę wadę. Silnik TF przyjmuje redukcję hałasu, objętość robocza silnika może być niższa niż 30 dB, a żywotność jest dłuższa.
Zgodnie z powyższym stwierdzeniem, bezłopatkowy wentylator po prostu ukrywa wentylator? W rzeczywistości wentylator bezłopatkowy nie jest taki prosty. Jedną z jego największych cech jest to, że objętość wydmuchiwanego powietrza jest większa niż objętość powietrza zasysanego przez sprężarkę. Nazywa się to mnożnikiem powietrza. Oparta na zasadzie Bernoulliego mechaniki płynów: im szybsze natężenie przepływu, tym mniejsze ciśnienie płynu. Dzięki szybkiemu wypływowi powietrza ze szczeliny na powierzchni pierścienia wewnętrznego zostanie wytworzone podciśnienie, zmuszając powietrze znajdujące się za nim do wpłynięcia do pierścienia. Wewnętrzna powierzchnia pierścienia została zaprojektowana tak, aby przypominała kształt skrzydła z pewnym nachyleniem. Opierając się na zasadzie, że skrzydło generuje siłę nośną: w pewnym zakresie kątów, im większy kąt nachylenia, tym większe podciśnienie będzie generowane w pobliżu tylnego końca pierścienia wewnętrznego. W związku z tym, w wyniku nakładania się tych dwóch efektów, występuje znaczna różnica ciśnień w kierunku osiowym pierścienia wewnętrznego, która napędza tylny przepływ powietrza do pierścienia, zwiększając w ten sposób wydatek powietrza.
Jednocześnie powietrze wypływające z pierścienia może „porywać” otaczające powietrze ze względu na swoją lepkość. Zgodnie z istniejącymi wynikami obliczeń, wentylator bezłopatkowy ma silną wirowość na powierzchni pierścienia wewnętrznego, co może generować silne lepkie naprężenia ścinające, więc wypływ powietrza z pierścienia może „pociągnąć” dużą ilość powietrza, zwiększając w ten sposób powietrze wyjście. W przeciwieństwie do tego „lepkie porywanie” otaczającego powietrza przez konwencjonalne wentylatory jest stosunkowo słabe. Ponieważ przepływ powietrza generowany przez konwencjonalny wentylator ma również prędkość styczną, osiowy gradient prędkości jest zmniejszony, tak że lepkie naprężenie ścinające jest mniejsze i nie można napędzać bardziej obwodowego przepływu powietrza.
Należy zauważyć, że bez względu na zasadę, zwiększenie objętości powietrza oznacza zwiększenie prędkości większej ilości powietrza, a jego źródłem energii jest zawsze przepływ powietrza ze szczeliny. Dlatego wraz ze wzrostem objętości powietrza prędkość wiatru zawsze będzie się zmniejszać. Według danych pewnego wentylatora bezłopatkowego prędkość wyrzutu strumienia powietrza w szczelinie może osiągnąć 24 m/s, a prędkość osiowa strumienia powietrza w odległości 60 cm od wentylatora wynosi około 2,5 m/s; przepływ powietrza wlotowego wentylatora wynosi 20 m/s. ~30 litrów/sekundę, a maksymalna objętość powietrza może osiągnąć około 400 litrów/sekundę. W porównaniu z konwencjonalnymi wentylatorami, największą zaletą wentylatorów bezłopatkowych jest to, że mogą generować płynny i ciągły przepływ powietrza. Łopatki konwencjonalnych wentylatorów odcinają przepływ powietrza, gdy się obracają, i tworzą „przenoszenie wirów” na czubku łopatek, co powoduje silne zmiany i nieciągłości w powstałym przepływie powietrza. W przeciwieństwie do tego, przepływ powietrza wytwarzany przez wentylator bezłopatkowy jest bardziej stabilny i wygodny.
