什么是涡轮风扇及原理

什么是涡轮风扇及原理

涡轮风扇，也被称为离心式风扇，常见于个人电脑散热领域，特别是在小型离心风扇中，人们习惯将其称为涡轮风扇。它的气体流向是垂直于转轴的，与常见的轴流风扇的气体流向（与转轴平行）有所不同。

涡轮风扇的工作原理是，通过电机带动叶轮旋转，叶轮中的叶片迫使气体旋转，对气体做功，使其动量增加。在离心力的作用下，气体向叶轮四周甩出，通过涡型机壳将动能转换成压力能。当叶轮内的气体排出后，叶轮内的压力低于进风管内压力，新的气体在压力差的作用下吸入叶轮，气体就连续不断的从风扇内排出。

与传统的散热风扇相比，离心风扇能在更小的空间占用下输出更大的风量，提升散热效果。但离心风机扇叶的加工精度较普通风扇要求更高，同时在叶轮有积灰或高速运转时，其发出的噪音也更大。

此外，涡轮风扇还广泛应用于飞机、发电厂、船舶等领域的动力装置中，作为一种高效、节能的动力设备。在飞机发动机中，涡轮风扇通过压缩和混合空气与燃油，然后点燃产生高速气流推动叶片旋转，从而产生动力。

涡轮风扇（离心式风扇）的作用原理主要基于空气动力学和牛顿第三定律。以下是其详细的作用原理：

1. 电机驱动：涡轮风扇的电机驱动轴旋转，轴带动叶轮（也称为涡轮）一起旋转。

2. 叶片作用：叶轮中的叶片在旋转时，会迫使气体（通常是空气）旋转。叶片的形状和角度被精心设计，以最大限度地利用空气的动能，并将其转化为推力。

3. 离心作用：随着叶轮的旋转，气体在离心力的作用下被甩向叶轮的四周。这个过程使得气体的动量增加，同时也增加了气体的压力。

4. 涡型机壳：通过涡型机壳，叶轮甩出的气体被导向，进一步增加了气体的压力。同时，涡型机壳的设计也有助于将气体的动能转换为压力能。

5. 气体流动：当叶轮内的气体被甩出后，叶轮内的压力会降低。此时，新的气体在压力差的作用下被吸入叶轮，从而形成了连续不断的气体流动。

6. 散热效果：由于涡轮风扇能够在较小的空间内产生大量的气流，因此它被广泛用于散热设备中，如个人电脑、服务器、工业设备等。通过增加空气流动，涡轮风扇可以有效地降低设备的温度，提高设备的稳定性和可靠性。

总之，涡轮风扇的作用原理是通过电机驱动叶轮旋转，利用叶片的旋转产生气流和气压差，进而产生风。同时，涡型机壳的设计也有助于将气体的动能转换为压力能，提高散热效果。