风刀是可以采用涡流风机或高压离心风机驱动(代替高能耗的压缩空气),它使用不同的风机与风刀配合,可及时把物体表面的尘屑及水分吹干。针对不同的需要,延伸出不同功能的风刀。
工作原理
压缩空气进入风刀后,以一面厚度仅为0.05毫米的气流薄片高速吹出。通过科恩达效应原理及风刀特殊的几何形状,此薄片风幕大可30~40倍的环境空气,而形成一面薄薄的高强度、大气流的冲击风幕。风刀从工作模式上分为标准风刀和超级风刀两类,标准风刀的风幕偏转90度后吹出,超级风刀的风幕水平吹出。
科恩达效应(Coandǎ effect)是一种非常重要的流动现象,是升力等问题的答案。该效应指的是流体总是倾向于沿着壁面流动这种现象。当壁面弯曲时,流体就会偏离原来的运动方向,那么是什么力使流体拐弯的呢?
水流的科恩达效应
一般演示科恩达效应时都喜欢使用水流,原因有两个,一个是水流看得见,另一个是水流的科恩达效应比气流明显得多。实际上这里是有骗人的成份的,因为处于空气中的水流和气流的科恩达效应虽然现象类似,但原理却是完全不同的。空气中的水流偏向固体壁面的原因是水与固体之间有吸附力,并且水流表面有张力,这两者的共同作用,把水“拉向”壁面,可以理解为水流是被是被固体吸过去的。我们知道水的表面张力是很强的,所以水的科恩达效应非常明显,比如,倒葡萄酒时,如果速度不够快,酒就会沿瓶壁流下,这时水会转过180°,简直是蔑视重力。把前面的勺子换成圆柱形水杯,可以看到水会沿着杯壁转过很大的角度,甚至会往一段,之后才会下落。这种由吸附力和表面张力产生的科恩达效应不是我们讨论的,我们下面将讨论同一种流体内部存在的科恩达效应,可以是气体,也可以是液体,但不存在自由表面,也就是没有表面张力的情况
气流的科恩达效应
气流一样存在科恩达效应,但和空气中的水流不同的是,气体之间不存在拉力,而只存在压力。所以,气体中是没有“吸过去”的说法的,感觉上的“吸过去”,其实都是被压过去的,利用的是大气压强。但是壁面却仍然可以把气体“吸”过去,从而产生科恩达效应。显然,是因为壁面附近产生了低压,气流是被外侧的大气压过去的。
可以用向心力来解释壁面附近的气体压强低的现象。当气体沿弯曲的壁面流动时,气流是做曲线运动,这需要一个向心力。因为气体没有吸力,这个向心力只能由气体内部的压力来提供。远离壁面那一侧的气流承受的是大气压强,所以靠近壁面这一侧的压强就应该比大气压强低才能形成向心力。
科恩达效应的解释
气流中的科恩达效应是气体的粘性产生的。射流的侧面和空气之间有摩擦,这种摩擦就是气体的粘性产生的。射流会不断地把四周原本的静止空气带走,使环境的气压下降。不过,这个压降非常非常地小,小到什么程度呢?速度为30m/s的空气射流只会使附近的环境压强降低约0.5Pa。这点压降按理来说不足以把气流“吸向”壁面,产生明显的科恩达效应。但是,一旦有壁面存在的时候,这个负压是会成倍增加的。当射流的一侧有壁面时,受壁面的阻隔,射流带走部分空气后,原来的地方得不到足够的空气补充,当地的压强就会降低,气流则由于两侧的压力不均衡而被压向壁面。或者说,被射流带走的空气更多地靠射流自身来补充了。当壁面向外弯曲时,假设一开始气流是水平的,那么气流和壁面之间会暂时存在一个不流动的“死水区”。流动的空气不断地带走死水区的空气,射流则逐步向壁面靠拢,后射流两侧的压差产生的向心力正好符合射流转弯程度时,流动就达到平衡,射流就沿着弯曲的壁面流动了。