| 作者 科學少年 | 發布日期 2014 年 08 月 09 日 | 分類 科技教育 |
沒有扇葉還能叫做電風「扇」嗎？吹得出風來嗎？「無葉風扇」就是這樣神奇的新電器，一起來揭發其中的奧妙吧！
面對炎熱的夏天，你是否常常賴在電風扇前猛吹，手上還拿著扇子猛搧風呢？不論扇子或電扇，能讓你覺得涼爽的原因，都是讓空氣流動，加速帶走人體皮膚表面的汗液和熱氣。
扇子搧動時，推力會把空氣往下壓，被擠壓的空氣往四周流動而產生風。電風扇則是透過電力讓馬達轉動扇葉，此時靠近扇葉邊緣的空氣流速快、氣體壓力小，靠近軸心的空氣流速慢、氣體壓力大，空氣因而向電風扇邊緣外流動；另一方面，透過扇葉的形狀導引，扇葉表面的空氣沿著扇葉往前推進，電扇後方的空氣因氣流壓力關係，持續補充進來形成推進氣流。你下次試著到電風扇後方感受一下，可以感覺到有股吸力，不過小心別把頭髮吸進去了。
沒有扇葉的風扇
不過最近幾年，你可能在某些賣場看到過一種神奇又有趣的「無葉風扇」（正式名稱為「氣流倍增器」），它沒有扇葉，只有一個圓形或橢圓形的洞，卻能吹出強而有力的風，而且跟電風扇的風相比，它的氣流穩定而不會一陣一陣的，清潔起來又方便，還不用擔心不小心捲進頭髮或手指。
這種新產品是在 2009 年由英國發明家戴森（James Dyson）首次發表，它的外型包括一個圓柱型的基座，上面接著一個圓環或橢圓環形狀的出風口。這個圓環看似一個薄片，但其實內部是中空的，而且一邊厚一邊薄，這樣的形狀設計能增加白努利效應。
無葉風扇運作時，基座內的馬達會先從邊緣的許多小孔吸入空氣，再把這些空氣向上推升到圓環內的中空管道，這個管道在較厚的那一邊，有一圈很窄的縫，空氣從縫中噴出；此時由於白努利定律，這些氣流會在圓環中間產生較低的氣壓，因而帶動圓環後方、上下周圍的空氣一起流入，朝著圓環前方吹。業者宣稱，基座吸入一分空氣，就可以吹出15~18倍的風量，而且因為沒有扇葉轉動干擾，產生的風比由扇葉轉動而產生的風更加柔順。
目前無葉風扇最大的缺點就是聲音太大，業者也正在針對這問題進行改良。可能的做法包括在基座的馬達下方設計共振腔，讓聲波在裡面反彈後稍微相互抵消，減低馬達的聲音，以及在環型的氣體通道內設計流線型隔板，減低風聲。相信安靜又穩定的電風「扇」，遲早能走進我們的生活。
白努利定律
白努利定律由18 世紀的瑞士數學家白努利所提出，是流體力學中一個重要的定律（不只水流，氣流也算流體），描述的是流體的流速與壓力間的關係，簡單來說，在流體密度不變的情況下，如果流體流速變快，壓力就會變小（不過這兩個數字並不是簡單的反比關係）。
在日常生活中，很容易就能找到白努利定律的例子。比如在捷運或火車的月台上總會畫一條警戒線，不准候車的旅客超過，就是因為當列車進站時會帶動氣流，導致靠近列車處氣流流速較快而壓力較小，如果站得太近，就會被吸過去而引發危險。
你可以用一張白紙做個簡單的實驗，親身體驗白努利定律：
1. 把白紙對摺立在桌上。
2. 往中間小心的吹氣，你會發現白紙不但沒被吹跑，兩邊還向中間靠攏，這就是白努利定律。
（本文由 科學少年 授權轉載）