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        散熱風扇葉片背后的驚天物理現象

        文章出處:毅榮川電子科技有限公司 人氣:1527發表時間:2022-01-14

        采購散熱風扇的人可能會發現一個很有規律的現象——散熱風扇葉片的數量不管是3片,5片還是11片,往往都是為奇數的。


        這是因為如果散熱風扇的葉片數量為偶數時,并形成對稱排列方式的話,會使得風扇自身的平衡性難以調整。


        其實最大的原因還是為了減少共振。扇葉的絕對平衡是不存在的,當散熱風扇在高速運轉時會產生更多的共振,長時間運轉會導致扇葉無法承受共振產生的疲勞,最終可能出現扇葉斷裂等情況。


        有人會覺得扇葉斷裂這有點過于夸張,其實你太小看共振現象的破壞性了,下面就來舉幾個例子。

        軸流散熱風扇111.png

        1.科學試驗


        美國發明家特斯拉:用一件共振器,就能把地球一裂為二!他來到華爾街,爬上一座尚未竣工的鋼骨結構樓房,從大衣口袋里掏出一件小物品,把它夾在其中一根鋼梁上,然后按動上面的一個小鈕。數分鐘后,可以感覺到這根鋼梁在顫抖。慢慢地,顫抖的強度開始增加。延伸到整座樓房。最后,整個鋼骨結構開始吱吱嘎嘎地發出響聲,并且搖擺晃動起來。驚恐萬分的鋼架工人以為建筑出現了問題,甚至是鬧地震了,于是紛紛慌忙地從高架上逃到地面。眼見事情越鬧越大,他覺得這個惡作劇該收場了,于是,把那件小物品收了回來,然后從一個地下通道悄悄地溜了,留下工地上的那些驚魂未定、莫名其妙的工人。


        “小物品”便是一個共振器??梢灶A見,若是他把這個小物品再開上那么十來分鐘,這座建筑物準會轟然倒地。這件共振器的威力主要在于它能發出各種頻率的波,這些不同頻率的波作用于不同的物體,就能夠相應地產生出一種共振波,當這種共振波達到一定程度時,就能使物體被摧毀。


        2.橋梁倒塌


        18世紀中葉,法國昂熱市一座102米長的大橋上有一隊士兵經過。當他們在指揮官的口令下邁著整齊的步伐過橋時,橋梁突然斷裂,造成226名官兵和行人喪生。


        19世紀初,一隊拿破侖士兵在指揮官的口令下,邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐,通過法國昂熱市一座大橋??熳叩綐蛑虚g時,橋梁突然發生強烈的顫動并且最終斷裂坍塌,造成許多官兵和市民落入水中喪生。后經調查,造成這次慘劇的罪魁禍首,正是共振!


        因為大隊士兵齊步走時,產生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致,使橋的振動加強,當它的振幅達到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時,橋就斷裂了。類似的事件還發生在俄國和美國等地。


        3.自然災害


        也是由于共振的力量,巨大的冰川能被“溫柔”的海洋波濤給拍裂開。甚至于美國阿拉斯加李杜牙灣經常出現的高達上百米的巨浪,也是由于共振在其中發揮了很大的“推波助瀾”的作用。因為共振在這個海灣“作威作?!睂嵲谑翘珔柡α?,所以許多航海人對這個海灣都是“敬”而遠之。


        給人類帶來重大傷亡和財產損失的地震,其中亦有共振的“幢幢魔影”:當地殼里的某一板塊發生斷裂時,產生的波動頻率傳到地面上,與建筑物產生強烈的共振,于是,就造成了屋毀人亡的慘劇。


        還有持續發出的某種頻率的聲音會使玻璃杯破碎。


        某種頻率的聲音或者振動,可引起山頂的積雪的共振,頃刻之間造成一場大雪崩。


        共振的破壞性是可怕的,到了今天,人類對付共振危害的方法更是多種多樣和更加先進。


        例如,對隔音要求很高的地方,常常采用加裝一些海綿、塑料泡沫或布簾的辦法,使聲音的頻率在碰到這些柔軟的物體時,不能與它們產生共振,而是被它們吸收掉。


        對付噪音,人們發明了一種消聲器,它是由開有許多小孔的孔板和空腔所構成,當傳來的噪聲頻率與消聲器的固有頻率相同時,就會跟小孔內空氣柱產生劇烈共振。這樣,相當一部分噪聲能在共振時被“吞吃”掉,而且還能夠轉變為熱能來進行使用。


        為了減少共振對建筑、橋梁的危害,一種當受到沖擊時,可以使產生的振動很快衰減,增加阻尼的裝置也應運而生,即阻尼器。


        共振是十分普遍的自然現象,幾乎在物理學的各個分支學科和許多交叉學科中以及工程技術的各個領域中都可以觀察到它,都有應用(無線電臺、建筑行業、微波技術、音樂領域、醫療及科學研究等領域)。


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