1) Fluggeschwindigkeit, 2) Vorwärtsbewegung, 3) Größenbeschränkungen. Zunächst einmal.

Haushaltsventilatorblätter sind extrem langsam, daher benötigen sie mehr Akkord, um eine bedeutende Menge Luft zu drücken. Flugzeugpropeller nähern sich der Schallgeschwindigkeit an ihren Spitzen, und ein geringer Luftwiderstand ist entscheidend. Alle Dinge sind gleich, mehr Spannweite und weniger Akkord sind effizienter. Die Reduzierung der Fluggeschwindigkeit für Requisiten führt zu einer Verringerung der Rendite, da sich die Flugzeuge selbst vorwärts durch die Luft bewegen. Ein sehr großer Propeller erhöht den Luftwiderstand des Flugzeugs, egal wie langsam es ist.

Bei Haushaltsventilatoren sind Größenbeschränkungen wichtiger als die Effizienz. Eine Klinge mit hoher Spannweite und niedriger Sehne (schmal) wäre auch in einem Haushaltsventilator effizienter - tatsächlich können Sie Haushaltsventilatoren mit solchen Flügeln finden. Sie müssen sich jedoch entweder bei gleichem Luftstrom schneller drehen, was zu Geräuschen führt, oder einen größeren Durchmesser haben. Deckenventilatoren, die größer sein können, haben längere schmalere Flügel als Schreibtisch- oder Standventilatoren.

Schiffspropeller bewegen sich in einem extrem dichten und viskosen Medium, was die Dinge noch mehr verändert. Der Luftwiderstand beim Bewegen durch Wasser ist extrem hoch und proportional zur Leistung von V³. Die von ihnen erzeugte Schubkraft ist höchstens proportional zu V² und kann bei hoher Geschwindigkeit durch Kavitation verloren gehen. Ihre Geschwindigkeit muss also so niedrig wie möglich gehalten werden. Die Luftwiderstandskosten für das Hinzufügen von mehr Akkorden sind im Wasser ebenfalls relativ gering.

Auf großen Schiffen sind Propeller bereits so groß, wie sie hergestellt werden können, ohne bei niedrigem Tiefgang (auf Handelsschiffen) oder aus dem Wasser zu ragen Reduzierung der Anzahl der Wellen, die passen können (bei Kombattanten). Dadurch können sie langsamer drehen und verlieren weniger Kraft zum Ziehen.

Einige Haushaltsventilatoren sind wie Flugzeugpropeller geformt, die viel Luft mit der höchsten Geschwindigkeit bewegen müssen. Für einen bestimmten Motor haben sie den höchsten Wirkungsgrad, aber der Spitzeneffekt macht sie laut. Sie eignen sich am besten für industrielle Anwendungen.

Für das Familienhaus gibt es andere Überlegungen:

• Stille. Am besten, wenn wir den Lüfter überhaupt nicht laufen hören.
• Niedrige Luftgeschwindigkeit. Wir möchten nur die kühlende Wirkung von sich bewegender Luft spüren und nicht, dass unsere Haare außer Form geraten.
• Anschaffungskosten. Dies ist der, den wir direkt sehen. Die Nutzungskosten sind in der monatlichen Stromrechnung versteckt.

Zu diesem Zweck ist eine sich langsam bewegende Spitze mit vielen breiten Blättern am besten geeignet.

Ich denke, es sollte offensichtlich sein, dass ein Lüfterblatt im Grunde ein Flügel ist, der sich in einem Kreis bewegt. Die Frage ist also, was einen Flügel zu einem guten Flügel macht.

In Theorie und Praxis (Windkanalmessungen oder Kraftstoffverbrauchsmessungen von realen Flugzeugen) ist ein langer, dünner Flügel wesentlich effizienter als ein kurzer, breiter Flügel. Der effizienteste Flügel für ein bestimmtes Tragflächenprofil ist tatsächlich einer mit unendlicher Flügelspannweite. Da es im Universum jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Elektronen gibt, ist es nicht möglich, diesen perfekten Flügel zu bauen. Stattdessen versuchen Ingenieure, Flügel / Propeller / Lüfterblätter so lang und dünn wie möglich zu machen, da die Materialien begrenzt sind.

Sie werden diesen Effekt sogar bei Haushaltslüfterflügeln feststellen: In Situationen, in denen die Spannweite nicht begrenzt ist, Bei Deckenventilatoren sind die Lüfterflügel eher lang und dünn als kurz und breit wie Schiffspropeller. Warum also kurz und breit? Platzbeschränkung.

Wenn der Lüfter auf eine Tischplatte passen muss, dürfen keine 1 Meter langen Flügel vorhanden sein. Sobald diese Einschränkung aufgehoben wird, werden Designer auf lange, dünne Flügel umsteigen, wie sie bei Stand- oder Wandventilatoren für Industriezwecke zu finden sind.

Zugegeben, es gibt Standventilatoren mit genau denselben Flügeln Dies hat jedoch mehr mit der Wiederverwendung von Teilen und Skaleneffekten zu tun als mit der Aerodynamik.

Nun können Sie theoretisch auch einen effizienten kurzen, dünnen Lüfter an einem Tischlüfter haben: Schauen Sie sich nur Drohnen- / RC-Flugzeugpropeller an - sie sind oft viel kürzer als die Lüfterflügel von Tischlüftern. Sie müssen die Klingen jedoch sehr schnell bewegen, um eine bestimmte Luftmenge zu bewegen. Das ist sehr laut (hast du jemals eine Drohne fliegen sehen?). Die zweite Überlegung ist also Rauschen. Um Geräusche zu reduzieren, bewegen Sie die Klingen langsam. Eine langsame Klinge bewegt nicht viel Luft, daher erhöhen Sie den Akkord, um sie breit zu machen. Dies führt zu einem sehr ineffizienten Lüfter, aber die Effizienz ist nicht Ihr Hauptanliegen: Sie entwerfen eine unbewegliche Maschine, die auf einem Tisch sitzt und Strom aus einer Steckdose in der Wand bezieht. Rauschunterdrückung und Größe sind wichtiger.

Lernen, wie man ein Lüfterblatt fliegt und modelliert, beide drehen sich in der Luft, aber der Propeller versucht, das Flugzeug zu bewegen, und der Lüfter versucht, die Luft zu bewegen.

Wie wirkt sich dies auf das Design aus? Propeller stehen über und von Ventilatoren insofern, als sie Auftrieb nicht nur durch Ablenkung der Luft (unterer Auftrieb), sondern auch durch ihre Bewegung durch die Luft (oberer Auftrieb) erzeugen. Dies lässt sich am besten anhand der Auftriebskurve gegen AOA eines Tragflügels von 0 bis 45 Grad erklären. Der Hub wird bis zum Stillstand erhöht, dann verringert und dann bis zu 45 Grad wieder erhöht. Dies bedeutet, dass Sie WENIGER Luft bewegen müssen, um den gleichen Auftrieb mit einem Tragflächenprofil zum Abwürgen zu bringen.

Der Lüfter ist wirklich gegenüber, es sei denn, Sie möchten, dass er sich selbst durch den Raum zieht. Das Lüfterblatt ist so konstruiert, dass es Luft bewegt. Ein vernünftiges Design würde es kompakt machen, und dünne flache Klingen mit einem breiteren Akkord wären in Ordnung, da man nur nach einer kühlenden Brise von seinem Produkt sucht. Wenn Sie den ursprünglichen Fanstil der "Antike" beibehalten, wird sie möglicherweise wertvoller.

Der Preis ist der Hauptgrund. Deckenventilatoren rühren nur die Luft herum und flache Paddel sind der billigste Weg.

Teurere Lüfterflügel können eine gewisse Tragflächenform und sogar Winglets an den Spitzen haben, dies ist jedoch hauptsächlich zur Schau, da diese Flügel keine Verdrehung aufweisen.

Die meisten anderen Antworten sind bereits richtig. Nur noch ein Aspekt: ​​Blattlänge.

Bei etwas, das sich so schnell dreht wie ein Flugzeugpropeller, müssen die Blätter so leicht wie möglich sein, um die Fliehkraft zu minimieren. Es ist daher besser, ihnen eine kurze Profilsehnenlänge und eine hohe Flächenbelastung (wie viel Kraft sie pro Oberfläche der Klinge erzeugen) zu geben, was eine kleine Sehnenlänge und eine vergleichsweise scharfe Drehung des Flusses bedeutet, was einen großen Druckunterschied zwischen dem Druck und dem Druck erfordert Saugseite der Lüfterflügel. Für einen Tischventilator ist jeder alte Kunststoff stark genug, sodass diese Flügel mit einer sehr geringen Oberflächenbelastung (lange Profilsehnenlänge) arbeiten und den Durchfluss langsam drehen können, mit einem kleinen Druckunterschied, der leiser ist.

Gleiches gilt für Schiffspropeller: Da das Wasser so dicht ist, ist die strukturelle Belastung dieser Blätter ziemlich hoch. Wenn Sie versuchen würden, den gleichen Schub von einem Propeller mit kurzen Sehnen (bei gleichem Radius) zu erhalten, hätten die Blätter Probleme, die Biegebelastungen zu tragen, und das schärfere Drehen würde auch schneller zu Kavitation [1] führen.

[1]: Kavitation tritt auf, wenn der Druck auf der Saugseite eines Unterwasserpropellers so niedrig ist, dass Wasser verdunstet. Dadurch wird der Durchfluss effektiv getrennt, wodurch die Saugleistung verringert wird, sodass das frisch verdampfte Wasser wieder kondensiert und das Wasser dorthin zurückströmt, wo sich die Dampfblase befand. Dies kann einen Propeller sehr schnell zerbrechen.

Einige seltene Designs ähneln eher einem Lüfterblatt. Der Antonov AN-70 ist ein gutes Beispiel dafür. Er verfügt über riesige Lüfterblätter auf seinem D-27-Propfan. Die Scimitar-Requisiten sorgen für ein ziemlich effizientes Design, sind jedoch extrem laut, was ihre Benutzerfreundlichkeit auf vielen kommerziellen Flughäfen einschränkt.

Bildnachweis: Von Tangopaso - Eigene Arbeit, CC BY-SA 3.0

Einige zusätzliche Diskussionen finden Sie in dieser Frage:

Was sind die Vorteile von mehr als 4 Propellerblättern?

[Wenn Sie nicht erklären können, warum Windkraftanlagen mit Tragflächen hergestellt werden sollten, haben Sie bitte den Sinn oder Anstand, diese Antwort nicht zu bearbeiten.]

Ein Lüfterblatt drückt Luft.

Ein Tragflächenprofil ist ein spezielles Gerät. Es geht durch die Luft und hinterlässt ein Teilvakuum. Das hintere Teil ist so konstruiert, dass dieses Vakuum das Ding nicht nach hinten zieht, sondern senkrecht zieht. Es ist ein geniales Gerät. Es drückt keine Luft. Wenn sie wollten, dass es Luft drückt, hätten sie es wie ein Lüfterblatt gemacht. Es ist nicht wie ein Lüfterblatt. Es drückt keine Luft. Es ist ein clever gestaltetes Gerät.

Eigentlich passiert nicht, dass das Vakuum zieht, sondern dass der Luftdruck drückt. Der Unterschied ist, dass die Dinge [sonst] fast immer auf allen Seiten den gleichen Luftdruck haben.

Wieder…. Ein Flügel wird nicht durch laminare Strömung angehoben. Ein Flügel wird nicht durch Vakuum angehoben. Ein Flügel wird durch Luftdruck von unten nach oben gedrückt. Dies funktioniert aufgrund des ausgeklügelten Designs eines Flügels, der es so macht, dass beim Durchgang durch die Luft ein (Teil-) Vakuum entsteht… und dieses Teilvakuum dient dazu, den Flügel anzuheben, anstatt ihn nach hinten zu ziehen das clevere und besondere Design eines Tragflügels.

Der Grund, warum ein Flugzeug mit Propellerantrieb nicht mehr als 400 km / h leisten kann, ist, dass der Luftdruck es nicht schneller schieben kann.

Der Grund dafür, dass ein Flügel in einem steilen Anstellwinkel weniger gut funktioniert, liegt nicht in der laminaren Strömung oder in Turbulenzen. Es geht um die Tatsache, dass (a) der horizontale Bereich, der nach oben gedrückt wird, kleiner ist und (b) die Oberfläche, die gedrückt wird, in einem Winkel steht, was das Konzept des Aufwärtsschiebens beeinträchtigt. Auch hier ändert keine Menge an Management von laminarer Strömung und Turbulenzen die obigen zwei Tatsachen. (Beachten Sie auch, dass ein Flügel in einem steilen Anstellwinkel (mehr) (sozusagen) nach hinten zieht.)

Beachten Sie, dass es bei Propellern ein systematisches Problem gibt, da sie so durch die Luft strömen, dass sich die clevere Vakuumseite in Richtung {Luft mit Normaldruck} bewegt. (Ich weiß nicht, ob das ein Werbegeschenk ist oder nicht, aber es macht keinen großen Unterschied.)

Wenn Sie jetzt Tragflächen verstehen und niemand dies jemals richtig erklärt hat, hinterlassen Sie bitte ein Häkchen oder ein positiver Kommentar oder so. Es wäre eine angenehme Abwechslung von Leuten, die mich lustig ansehen oder wütend werden, und ich würde es wirklich schätzen.