Защо лопатките на вентилаторите са наклонени?

Вентилаторите са отличен начин да се охладите в горещите дни, без да надувате сметката за ток. Въпреки това понякога може да се запитате как точно работят те и защо са проектирани по определен начин. Най-конкретно – защо лопатките им са наклонени?

Простите машини

Макар повечето хора да разбират под „машина“ механично устройство като автомобил или вентилатор, физиците определят машина като всяко устройство, независимо колко сложно или просто е, което помага за извършването на работа. Според физиците съществуват шест вида прости машини: наклонена равнина, клин, винт, макара, лост и колело с ос.

Винтът

Наклонените лопатки на вентилатора всъщност са пример за простата машина „винт“. Те обаче не са най-интуитивният пример, затова най-добре е да разберете концепцията, като започнете от обикновен винт. Много по-лесно е да завиете винт в дървен блок, отколкото да забиете пирон, защото резбите увеличават разстоянието, върху което се извършва работата.

Винт срещу пирон

Разликата става ясна при сравнение между винт и пирон. Пиронът се движи общо само около 1–2 инча навътре, което означава, че цялата сила, необходима за забиването му, трябва да бъде приложена върху това кратко разстояние. При винта нещата са различни – той трябва да се завърта, което му позволява да преобразува голямо количество кръгово движение в малко придвижване напред. Например, ако за забиване на 1-инчов пирон в дърво са нужни 100 фунта сила, то тя трябва да бъде приложена изцяло върху този един инч. Един 1-инчов винт обаче може да изиска общо около 100 инча кръгово движение, за да се завие напълно в дървото. Тъй като усилието е разпределено върху 100 инча вместо върху един, необходимата сила на инч е многократно по-малка – едва 1/100 фунт на инч.

Лопатките на вентилатора

След като сте разбрали принципа, вече можете да си представите вентилатора като своеобразен обратен винт – вместо да се завинтва във въздуха, както обикновеният винт навлиза в дървото, той избутва въздуха назад. Наклонът на лопатките в съчетание с въртеливото движение значително намалява общата сила, която вентилаторът трябва да развие. Това означава, че устройството може да работи с по-слаб и по-евтин мотор и да консумира по-малко електричество, като постига същия охлаждащ ефект.