高翔|带你看懂轴流风机扇叶上的仿生学设计

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今年青岛的CAHE畜牧博览会又快开幕了，估计大家也都摩拳擦掌地准备去看看有没有什么新东西出来。这次看展览之前，给大家先介绍下前几次国内国外展会上行业内某几家大公司展台上摆着的几款奇怪的长满牙齿的轴流风机扇叶。

这款就是德国施乐百的外转子铸铝扇叶，估计大家一看也都知道是谁家的站台。这款轴流风机扇叶的设计应该是可以代表工业通风行业的很高水平，个人认为可以望其项背的估计也只有德国的EBM。

这款扇叶叶形特点明显，机翼翼型、前掠、叶片后缘带仿生锯齿，叶尖带winglet，从配重和铆钉上看应该是做过双面动平衡检测和调整，这也是铸铝扇叶最有挑战的工作。如果动平衡没有做好，很快不平衡离心力带来的高频振动就会损毁直驱外转子电机的轴承。所以说用直驱电机的高性能风机不容易做好，转子动平衡和电机设计是很主要的原因。

言归正传，今天就介绍下这款扇叶上的锯齿和winglet吧。先看下面的图片，一只猫头鹰，和我们的扇叶有什么关系？

猫头鹰有一个很了不起的本事，在捕猎飞行的时候可以非常安静地接近自己的目标，完成终极猎杀。这种本领是通过世代进化出的锯齿状羽翼以及腿部的绒毛来降低气动噪声，实现悄无声息的飞行。风机工程师们从猫头鹰身上受到了启发，把这种锯齿状的结构应用到了风机扇叶上，其主要目的就是降低高速运转扇叶的噪声。

接着说winglet，中文叫做小翼，也是先看图片。

winglet的最初启发是从老鹰来的，但是刚开始也没有应用在风机上，而是大量使用在飞机的机翼上，用来解决机翼翼尖湍流的问题。

后来风机工程师们发现，winglet应用在风机扇叶上，也同样可以解决扇叶叶尖处压力面和吸力面之间通过叶尖与壳体间隙气流逆向（泄漏）流动的问题，对风机的效率和噪音降低都会有明显改善。

上面图片中叶尖那个翻边就是winglet。一般设计中，根据不同的设计需求和目的，可以只放在吸力面或压力面，也可以两个面都放。但是不可搞得太大，那样就是一块兜风的阻力板了。

目前在畜牧行业内，还没有见到扇叶上使用类似winglet的设计，不过大家拭目以待吧，好的概念一定会很快被应用的。

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