VNR Content
Pearl
Nếu để ý, bạn sẽ thấy những chiếc quạt ở nhà mình đều có cánh quạt là số lẻ, chẳng hạn như 3, 5, 7,... Nhưng tại sao lại như vậy?
Nguyên nhân nằm ở sự cân bằng động của các cánh khi quạt hoạt động. Nếu quạt có số cánh chẵn, các cánh của chúng sẽ đối xứng với nhau trên một đường thẳng, khi quay các dao động của chúng sẽ được truyền sang cho nhau ở phía đối xứng, gây hiện tượng cộng hưởng.
Việc để các cánh quạt chịu sự cộng hưởng trong thời gian dài sẽ khiến vật liệu làm cánh bị mỏi. Trong khoa học vật liệu, hiện tượng mỏi có thể được giải thích là sự suy yếu của vật liệu do tác dụng của tải trọng dao động dẫn đến hư hỏng cấu trúc của vật liệu và cuối cùng là hỏng hóc. Nếu tích tụ quá nhiều theo thời gian, nó sẽ dẫn tới kết cục là gãy cánh quạt trong quá trình hoạt động.
Nhưng khi cánh quạt là số lẻ, sự đối xứng ấy sẽ không còn nữa. Mặc dù rung động vẫn được tạo ra và truyền sang các cánh quạt khác, hướng rung động lúc này là khác nhau và giảm tình trạng cộng hưởng.
Theo tính toán, khi số cánh quạt là số lẻ thì khi hoạt động sẽ luôn thu được 2 trọng tâm đối xứng nhau. Điều này cực kì hữu ích trong việc điều chỉnh độ cân bằng cho cánh quạt, bởi cánh quạt quay càng nhanh thì độ cân bằng càng quan trọng để đảm bảo sự ổn định.
Ở Việt Nam và các vùng nhiệt đới nói chung, loại quạt 3 cánh sẽ là phổ biến nhất. Càng nhiều cánh, hiệu suất quạt càng giảm do ma sát với không khí tăng lên, chưa kể tốn thêm vật liệu sản xuất. Thay vào đó, các nhà sản xuất tăng tiết diện của từng cánh, giảm độ dày của cánh để giảm lực ma sát. Cánh quạt nhờ đó cũng lướt gió êm hơn, giảm tiếng ồn khi hoạt động.
Còn ở các quốc gia ôn đới, nhiệt độ về cơ bản là lạnh hơn, vào mùa hè điều hòa trung tâm cũng được sử dụng phổ biến hơn, nên quạt chỉ là thiết bị sử dụng với mục đích giữ hơi lạnh từ máy điều hòa không khí lưu thông trong phòng. Ngoài ra, chúng cũng thường được sử dụng cho mục đích trang trí hoặc bổ sung cho các thiết bị chiếu sáng, nên số lượng cánh quạt và hiệu suất hoạt động không quá quan trọng.
Còn quạt không cánh thì sao? Quạt không cánh được lấy cảm hứng từ máy sấy, hoạt động bằng cách ép không khí qua một khe nhỏ. Không khí được hút từ cửa hút phía dưới của quạt không cánh sau đó đẩy lên.
Về cơ bản, quạt không cánh vẫn cần đến cánh quạt, chẳng qua là chúng được giấu bên trong và áp dụng nguyên lý khí động học để tạo luồng gió mát thổi ra. Do không khí bị ép ra khỏi khe hở nhỏ này nên tốc độ gió có thể rất cao, và với kiểu thiết kế của quạt không cánh, luồng gió sẽ liên tục được thổi ra, thay vì ngắt từng đoạn như quạt thường.
Nguyên nhân nằm ở sự cân bằng động của các cánh khi quạt hoạt động. Nếu quạt có số cánh chẵn, các cánh của chúng sẽ đối xứng với nhau trên một đường thẳng, khi quay các dao động của chúng sẽ được truyền sang cho nhau ở phía đối xứng, gây hiện tượng cộng hưởng.
Nhưng khi cánh quạt là số lẻ, sự đối xứng ấy sẽ không còn nữa. Mặc dù rung động vẫn được tạo ra và truyền sang các cánh quạt khác, hướng rung động lúc này là khác nhau và giảm tình trạng cộng hưởng.
Theo tính toán, khi số cánh quạt là số lẻ thì khi hoạt động sẽ luôn thu được 2 trọng tâm đối xứng nhau. Điều này cực kì hữu ích trong việc điều chỉnh độ cân bằng cho cánh quạt, bởi cánh quạt quay càng nhanh thì độ cân bằng càng quan trọng để đảm bảo sự ổn định.
Ở Việt Nam và các vùng nhiệt đới nói chung, loại quạt 3 cánh sẽ là phổ biến nhất. Càng nhiều cánh, hiệu suất quạt càng giảm do ma sát với không khí tăng lên, chưa kể tốn thêm vật liệu sản xuất. Thay vào đó, các nhà sản xuất tăng tiết diện của từng cánh, giảm độ dày của cánh để giảm lực ma sát. Cánh quạt nhờ đó cũng lướt gió êm hơn, giảm tiếng ồn khi hoạt động.
Còn ở các quốc gia ôn đới, nhiệt độ về cơ bản là lạnh hơn, vào mùa hè điều hòa trung tâm cũng được sử dụng phổ biến hơn, nên quạt chỉ là thiết bị sử dụng với mục đích giữ hơi lạnh từ máy điều hòa không khí lưu thông trong phòng. Ngoài ra, chúng cũng thường được sử dụng cho mục đích trang trí hoặc bổ sung cho các thiết bị chiếu sáng, nên số lượng cánh quạt và hiệu suất hoạt động không quá quan trọng.
Về cơ bản, quạt không cánh vẫn cần đến cánh quạt, chẳng qua là chúng được giấu bên trong và áp dụng nguyên lý khí động học để tạo luồng gió mát thổi ra. Do không khí bị ép ra khỏi khe hở nhỏ này nên tốc độ gió có thể rất cao, và với kiểu thiết kế của quạt không cánh, luồng gió sẽ liên tục được thổi ra, thay vì ngắt từng đoạn như quạt thường.
