Tại sao cánh quạt thường có số cánh lẻ?

Các bạn có để ý trên cánh quạt của chúng ta dùng hằng ngay, thường số cánh là số lẻ? Hôm nay kysucokhi.com sẽ giải thích vấn đề trên dưới cách nhìn kỹ thuật và kinh tế luôn nhé

  • Quan sát hình trên ta thấy khi mà cánh quạt có phần diện tích S càng lớn thì độ cân bằng ổn định càng cao. Trong hình là cánh quạt A có diện tích phần S nhỏ nhất, cánh quạt B thường thấy trong cuộc sống, cánh quạt C là “lý tưởng”. Ta có thể lý giải điều này là do quán tính, nó giống như trường hợp người nghệ sĩ đi thăng bằng trên dây họ thường cầm trên tay 1 cái cây dài nặng để giúp giữ thăng bằng ổn định. Tuy nhiên, diện tích cánh quạt S càng lớn thì sẽ càng tốn nhiều nguyên liệu sản xuất.

  • Quan sát hình bên trên ta thấy, cả 2 cánh quạt gần như có phần diện tích S như nhau: S=S1+S2+S3, S’=S1’+…+S9′, S=S’. Và bạn sẽ nghĩ rằng cái cánh quạt nào ổn định cân bằng tốt hơn? Mình không dám chắc chắn về điều này nhưng có thể cánh quạt 9 cánh ổn định hơn vì…Thực tế các cánh quạt không thể nào bằng nhau hoàn toàn, cánh quạt bên trái có cánh S1 lớn hơn cánh S1′ của cánh quạt bên phải, do đó sự khác biệt về khối lượng kích thước của S1 so với S2,S3 lớn hơn sự khác biệt của S1′ so với S2’…S9′, dẫn đến cánh quạt 3 cánh sẽ rung động nhiều hơn cánh quạt 9 cánh.
  • Có 1 điều chắc chắn là người ta làm cánh quạt nhiều cánh nhằm tăng hiệu suất lưu lượng quạt gió. Tuy nhiên, nó cũng dẫn tới việc tốn nhiều năng lượng để quay cánh quạt hơn, cũng nhưng công nghệ chế tạo cánh quạt sẽ khó khăn hơn và phản lực gió lên cánh quạt sẽ nhiều hơn khiến cánh quạt có thể cũng rung lắc nhiều hơn!
  • Bây giờ chúng ta sẽ cùng nhau xem xét tại sau cánh quạt luôn là số lẻ chứ không phải là số chẵn
  • Quan sát các cánh quạt trên, lần lượt từ C1 tới C9 là các trọng tâm của các cánh quạt. Chúng không bao giờ nằm chính xác như trong như hình trên mà các trọng tâm Cx của mỗi cánh sẽ nằm lệch đôi chút đâu đó xung quanh các điểm Cx lý tưởng như hình vẽ trên. Việc lệch nhiều hay ít là do công nghệ sản xuất cánh quạt
  • Quan sát cánh quạt đầu tiên trong hình trên. Áp dụng nguyên tắc cộng vectơ hình học hình bình hành, từ 2 điểm C2 và C3 ta được điểm C1′ nằm đối xứng điểm C1 qua tâm quay. Thực tế C1′ không bao giờ đối xứng hoàn toàn lý tưởng vớ C1, mà nó sẽ lệch đôi chút. Do đó, để cân chỉnh độ cân bằng người ta sẽ tăng giảm kích thước khối lượng cánh quạt C1 để C1 càng đối xứng với C1′. Quan sát cánh quạt thứ 2 có 5 cánh. Ta cũng thấy rằng sau khi cộng hình học thì cuối cùng ta cũng được trọng tâm C1′ đối xứng với C1. Tương tự, cánh quạt 7,9 cánh cũng vậy, ta sẽ được trọng tâm C1′ đối xứng C1.
  • Nhận xét : khi số cánh quạt là số lẻ thì cuối cùng ta luôn thu được 2 trọng tâm C1 và C1′ đối xứng nhau. Điều này cực kì hữu ích trong việc điều chỉnh độ cân bằng cho cánh quạt. Khi cánh quạt quay càng nhanh thì độ cân bằng càng quan trọng.
  • Lấy ví dụ: cánh quạt máy bay ngày xưa thường được làm bằng gỗ, cánh quạt thường sẽ là 2 hoặc 3 cánh hoặc là số lẻ, khi người thợ mộc điều chỉnh độ cân bằng họ chỉnh cần lấy 1 cánh bất kì làm C1 rồi họ gọt dũa hoặc đóng thêm đinh sắt vào cánh đó để cân chỉnh C1 sao cho cân bằng đối xứng với C1′ là được. Hoặc ví dụ với các cánh quạt thổi mát ngày nay làm bằng nhựa, các cánh quạt ấy phải được đúc khuôn ép nhựa mới thành cánh quạt, để cân chỉnh cân bằng người thợ cơ khí làm khuôn chỉ việc mài dũa trên phần khuôn của 1 cánh quạt là đủ.
  • Hãy tưởng tượng nếu số cánh quạt là số chẵn thì số lần các bạn điều chỉnh cân bằng sẽ bằng số cánh quạt chia 2, nghĩa là nếu cánh quạt có 6 cánh thì bạn mất tối thiểu là 3 lần điều chỉnh cân bằng!!!

Kết luận : số cánh quạt phải là số lẻ.

  • Thực tế số cánh quạt không hẳn phải là số lẻ hoàn toàn, mà còn có thể là 2 cánh. Nếu số cánh quạt là 2 cánh thì bạn cũng sẽ chỉ mất 1 lần cân chỉnh.
  • Ngoài ra, còn có 1 nguyên nhân thú vị nữa, để số cánh quạt phải là số lẻ là… nếu cánh quạt số lẻ của bạn bị gãy 1 cánh thì xem như nguyên cánh quạt đó là đem vứt ve chai. Còn nếu cánh quạt là số chẵn thì bạn có thể bẻ gãy thêm cánh quạt đối xứng với cánh đã bị gãy để tận dụng xài tiếp. Chắn hẳn nếu nhà sản xuất sau khi nghe được điều này thì họ sẽ luôn sản xuất cánh quạt có số cánh luôn là số lẻ cho coi !!!