對505的專題研究有幫助的科展作品

中華民國 第 50 屆中小學科學展覽會 作品說明書 

國中組 生活與應用科學科 030811 :尋找最佳效能的"Super Fans" 

學校名稱：高雄市立陽明國民中學 

作者： 指導老師： 國二 陳柏豪 國二 莊識錡 國二 曾昱榮 國二 蔡宗凌 蔡瑞琴 廖亞男 

關鍵詞：風扇葉片、最佳效能、田口式實驗設計

 閱讀科展:尋找最佳效能的"Super Fans" 後的心得感想:

它做了什麼?

答:

一、學習葉片設計的原理和方法

二、自製測量風力的簡單儀器 

三、探討葉片形狀對風力大小的影響

四、探討葉片夾角大小對風力大小的影響 

五、探討葉片數目對風力大小的影響 

六、探討風扇前蓋對風力削減的影響 

七、實際檢測市售風扇的風力與效能

它有什麼結果(對應研究目的)?

答:

一、學習葉片設計的原理和方法:

以珍珠板切割不同形狀的葉片、背後黏上冰棒棍並用保麗龍膠固定，風扇都一樣葉片重 量固定是 0.8g，面積都是 16 ㎝ 2， 因此正方形的邊長 4cm、圓形半徑是 2.25cm、三角 形的底 5cm 高 6.4cm、長方形邊長 2cm 和 8 ㎝的 2cm，以及一般電風扇造型--彎鉤形的 葉片（重量相同面積也和其他形狀一樣）。

二、自製測量風力的簡單儀器: 

以樂高積木、量角器、膠帶和珍珠板製成，以珍珠板上揚角度來判定風力

三、探討葉片形狀對風力大小的影響:

風扇葉片的形狀不同造成的風力也不同，其中以彎鉤形、圓形和三角形均能將他們設計的風力計吹動 40 度以上，而所有造型的風力以橫置的長方形風力明顯最差，僅能吹起 13 度角而已。因此建議設計風扇時，應該以彎鉤造型或圓形為最佳 考量造型，三角形也還不錯，千萬不要以正方形和長方形為風扇形狀。

四、探討葉片夾角大小對風力大小的影響 :

夾角 0 度時幾乎沒有風。 風扇和運轉面夾角 20 度左右為最佳運轉角度，夾角 40 度以上效果將大打折扣。 

五、探討葉片數目對風力大小的影響 :

 風扇葉片 2 和 3 片時風力較小，4 片時風力最大。 5 片時雖然風力不錯，但是不會比 4 片來得大，而且葉片數越多總重量越重， 影響馬達運轉速度，風力不見得較強。 

六、探討風扇前蓋對風力削減的影響 :

風扇前蓋會削減風力一半左右，尤其在+30 度方向風力消減最為明顯。圓形前蓋 各方向風力較平均、風力削減最少是最佳設計；右旋型設計也不錯，輻射和左旋 型是較差的設計。因氣流通過前蓋時，將被阻擋和切割後又重新形成新氣流向各 方推進，因此好的設計有整流效果，而設計不佳的前蓋將削弱風力。

七、實際檢測市售風扇的風力與效能:

大多數人購買的風扇尺寸是 35 公分、功率 80W、扇葉夾角約 20 度、風速分弱中強 的立扇，這樣的設計之下風力大小約介於 7~12km/hr 之間，但是其風力卻小很多介於 2.9~6.0km/hr 之間，其扇葉設計最多但最小， 另外它的設計屬於箱扇，阻隔的保護網最多且最大片，大大的降低其風速。 

它對我們研究有什麼幫助?

這個研究提供了可使用的研究器材和方法，對我們的研究貢獻極大。