風機（fan），又稱通風機（ventilating machine）是一種動力機械裝置，用來創造氣流。它包含一個旋轉的叶片或翼，通常由木材、塑料或金屬製成，這些叶片在運轉時對空氣產生作用。這個旋轉的叶片和軸承組成的部分被稱為葉輪、轉子或風輪。風機通常被安裝在一個外殼或箱體內，以引導氣流或防止物體觸碰風扇叶片，提高安全性。

大多數風機是由電動馬達驅動的，但也可以使用其他能源，包括液壓馬達、手摇和內燃引擎。風機的應用非常廣泛，包括通風、空調、車輛引擎冷卻系統、機械冷卻系統、排氣、废气排放、風揚、除塵、乾燥等。

一、風機的工作原理：

1. 旋轉葉片： 風機的核心部分是葉片，它們被安裝在風機的葉輪上。這些葉片可以是由木材、塑料或金屬等材料製成。當風機啟動時，葉片開始旋轉。

2. 氣流產生： 由於葉片的旋轉，周圍的空氣被迫移動。葉片的形狀和角度設計得當可以有效地將空氣抓住，並產生一股氣流。

3. 低壓區和高壓區： 由於葉片的旋轉，空氣在葉片前形成一個低壓區，而在葉片後形成一個高壓區。這種壓力差促使周圍空氣流向低壓區，形成氣流。

4. 氣流的方向和速度： 隨著葉片的旋轉，氣流被推動向前。風機的外殼或其他結構有助於導向這股氣流，以便應用在通風、冷卻、排氣等需求。

5. 轉動的動力： 風機的動力來源通常是電動馬達，透過電力驅動風機的轉動。這使得葉片能夠持續旋轉，從而持續地創造氣流。

總的來說，風機的工作原理是通過旋轉的葉片，利用氣流的動力學，將空氣移動，從而實現通風、冷卻、排氣等功能。在各種應用中，風機的設計和葉片的形狀可能有所不同，以滿足特定需求和效能要求。

二、風機類型：

1. 軸流風機： 軸流風機的工作原理是氣流沿著軸線方向流動。這種風機適合需要大量氣流，但不需要很高壓力的應用，如通風和空調系統。

2. 離心風機： 離心風機的工作原理是氣流通過旋轉的葉輪，被迫離開葉輪的中心，形成一個離心運動。這種風機適用於需要較高壓力的應用，如工業排氣、空調和暖通空調系統。

3. 螺旋槳風機： 螺旋槳風機的葉片呈扁平的螺旋形狀，通常被用於水泵和風力發電機。這種風機產生的氣流是由螺旋槳的旋轉產生的。

4. 混流風機： 混流風機結合了軸流風機和離心風機的特點，同時具有高流量和較高壓力。它常被用於通風和空調系統中。

5. 射流風機： 射流風機通常用於局部通風，其特點是能夠直接將氣流投射到指定區域。

6. 機械封閉風扇： 這種風扇具有封閉的葉片和馬達，通常用於恶劣環境中，如含有濕氣或腐蝕性氣體的場所。

7. 葉片式風扇： 這種風扇的葉片設計類似於直升機的葉片，能夠產生高風速，通常用於商業和工業場所。

8. 懸掛式風扇： 這種風扇懸掛在天花板上，可提供從上向下的風。常見於商業空調和居家使用。

9. EC風機： EC風機使用電子通信技術的直流馬達，具有能源效益和可變速控制的優勢，通常應用於需要高效節能的空調系統。

三、風機的性能指標可以分為基本性能和進階性能兩大類。以下是一些常見的性能指標及其計算方法：

基本性能指標：
1.風量（Airflow）：

定義： 風機每單位時間內移動的空氣體積。
計算公式：
若風機直接提供風量值，直接使用該值即可。
若提供風機的風速和截面積，風量（Q）可由 Q = A × V 計算，其中 A 為截面積，V 為風速。

2.壓力（Pressure）：

定義： 風機能夠創造的空氣流動的壓力。
計算公式：
若風機直接提供壓力值，直接使用該值即可。

3.效率（Efficiency）：

定義： 輸入的能量與輸出的風量和壓力之間的比率。
計算公式：
效率（η） = (風量 × 壓力) / (功率 × 6350)
其中功率的單位為瓦特（W），6350 是一個轉換因子。

進階性能指標：
1.總壓力（Total Pressure）：

定義： 風機的總壓力，包括動壓力和靜壓力的總和。
計算公式：
總壓力（PT） = 動壓力（Velocity Pressure） + 靜壓力
動壓力（PV） = 0.5 × ρ × V²，其中 ρ 為空氣密度，V 為風速。

2.靜壓（Static Pressure）：

定義： 在無風流動的情況下風機產生的壓力。
計算公式：
若風機直接提供靜壓值，直接使用該值即可。

3.功率（Power）：

定義： 風機所需的電能或其他能源。
計算公式：
若風機直接提供功率值，直接使用該值即可。
以上的公式中，一些參數的值可能需要根據實際情況通過測試或查表來獲取，例如空氣密度（ρ）等。在實際應用中，制造商通常會提供風機性能曲線和相關數據，以協助使用者選擇合適的風機及進行性能估算。

四、風機的主要應用：

通風系統： 風機常被用於建築物的通風系統，以確保新鮮空氣的流通，同時排除室內的陳舊空氣。這有助於提升室內空氣品質，減少潮濕和防止有害氣體的積聚。

空調系統： 風機在空調系統中起到關鍵作用，它們被用來循環冷熱空氣，以調節室內溫度。風機有助於將溫暖或冷卻的空氣均勻地分佈到整個空間。

車輛引擎冷卻系統： 汽車、卡車和其他車輛中的風扇通常被用來冷卻發動機。這種風扇位於散熱器前面，通過提供空氣流通，冷卻散熱器並防止發動機過熱。

機械冷卻系統： 風機在各種機械設備，如計算機和音頻功放器中被用於冷卻。它們有助於保持設備運行時的適當溫度，防止過熱並提高效能。

排氣系統： 工業設施和實驗室中經常使用風機來排除有害氣體、煙霧或其他汙染物質。風機通常用於將這些物質從室內排到室外，以確保工作環境的安全。

通風揚塵： 在農業中，風機被用來進行通風揚塵，例如在穀物磨坊中分離穀物的糠。

除塵系統： 風機在工業生產中的除塵系統中發揮著關鍵作用，它們通常被用於吸附和運送粉塵，以維持工作環境的清潔。

乾燥應用： 風機可與加熱系統結合使用，用於乾燥物料，例如在製造業中的生產線上。

風力發電： 大型風扇被用作風力發電機，轉換風能為電能，以供應電網或供應單個建築物的電力需求。

結語
風機的工作原理建立在氣流的動力學基礎上，通常由電動馬達驅動，但也可使用其他能源。風機的應用範疇廣泛，並在各種產業中扮演著關鍵的角色。其性能指標包括風量、壓力、效率、總壓力、靜壓、功率等，透過這些指標，用戶可以評估風機的工作效能並選擇適合特定需求的風機型號。