
【化】 propeller fan
airscrew; prop; propeller; screw; screw propeller; windstick
【化】 propeller
fan
【机】 air fan; fan
螺旋桨风扇(propeller fan)是一种通过旋转叶片产生轴向气流的流体机械装置,其核心功能是将机械能转化为空气动能。该设备由三部分组成:叶片(blades)、轮毂(hub)及驱动轴(drive shaft),其中叶片通常采用铝合金或复合材料制成,通过空气动力学设计实现高效能量转换。
在航空工程领域,螺旋桨风扇被归类为“ducted propeller”(涵道螺旋桨),其工作原理遵循牛顿第三定律与伯努利方程。计算公式可表示为: $$ F = rho cdot A cdot (V_j - V_0) cdot V_0 $$ 式中ρ为空气密度,A为桨盘面积,V_j为喷射速度,V_0为来流速度。
典型应用场景包括:
汉英术语对照显示,“螺旋桨”对应“propeller”,“风扇”对应“fan”,组合术语在SAE AIR5450技术文档中被明确定义为“通过旋转产生推进力的轴向流动装置”。美国联邦航空管理局(FAA)在AC 20-37E技术手册中特别指出,现代螺旋桨风扇的叶尖速度需控制在0.8马赫以下以规避激波损失。
螺旋桨风扇是一个复合词,需从“螺旋桨”和“风扇”两个角度综合理解,其定义和特点如下:
组合概念
螺旋桨风扇结合了螺旋桨的推进原理与风扇的气流生成功能。螺旋桨指由叶毂和径向叶片构成的旋转装置,用于推进船舶、飞机等();风扇则是通过旋转叶片加速空气流动的设备()。
工程应用
在工业领域,螺旋桨式风扇特指叶片设计类似螺旋桨、适用于大风量低压力场景的冷却装置,如控制柜散热或服务器通风()。在航空领域,螺旋桨风扇发动机则是介于涡轮风扇与涡轮螺旋桨发动机之间的类型,兼具高速性能和经济性()。
结构设计
性能优势
航空领域特殊性
螺旋桨风扇发动机叶片数量多(6-8片)、直径小且前缘后掠,无涵道外壳但带有减速器,涵道比可达20-50()。
类别 | 螺旋桨风扇 | 传统风扇 | 航空螺旋桨 |
---|---|---|---|
主要功能 | 增压/推进 | 单纯送风 | 推进 |
叶片设计 | 薄宽后掠 | 扁平均匀 | 长且大倾角 |
应用场景 | 工业冷却、航空 | 日常通风 | 低速飞机/船舶 |
螺旋桨风扇的核心是通过螺旋桨式叶片设计实现高效气流控制,既可作为独立散热设备,也可作为航空发动机的推进组件。其技术难点在于平衡风量、压力与耐久性()。
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