เมื่อใบมีดของก พัดลมถ้วยกระดาษ ผลิตขึ้นโดยตรงจากถ้วยกระดาษทั้งหมด (แทนที่จะตัดให้เป็นใบมีดเดี่ยว) การออกแบบและความสมดุลจะได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย แม้ว่าวิธีการนี้จะง่าย แต่ก็มีรายละเอียดทางเทคนิคมากมายที่ต้องพิจารณา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้องการให้มั่นใจถึงความเสถียรและประสิทธิภาพของพัดลมในการทำงานจริง ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบและเอฟเฟกต์ความสมดุล
รูปร่างของถ้วยกระดาษนั้นมักจะเป็นรูปกรวยหรือตรง และโครงสร้างดังกล่าวมีการออกแบบที่สมมาตร เมื่อใช้ถ้วยกระดาษเป็นใบพัดลม สิ่งแรกที่ต้องแก้ไขคือการใช้รูปร่างและวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อสร้างการออกแบบใบพัดลมที่มีประสิทธิภาพ
ความสมมาตรของถ้วยกระดาษช่วยให้คงความสมดุลตามทฤษฎีเมื่อหมุน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากถ้วยกระดาษไม่ได้ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานตามหลักอากาศพลศาสตร์ จึงอาจไม่ให้แรงลมที่สม่ำเสมอระหว่างการหมุน ดังนั้นในการออกแบบจึงจำเป็นต้องคำนึงถึงวิธีเพิ่มประสิทธิภาพแรงลมด้วยการปรับรูปทรงของถ้วยหรือใช้ประโยชน์จากรูปทรงตามธรรมชาติ
หากใช้ถ้วยกระดาษเป็นใบพัดลมโดยไม่มีการตัดใดๆ พื้นผิวทั้งหมดของถ้วยกระดาษจะถูกนำมาใช้เป็นชุดใบมีดทั้งหมด ข้อดีของวิธีการออกแบบนี้คือการรักษาโครงสร้างเดิมของถ้วยกระดาษ และลดความไม่สมดุลหรือความไม่สมดุลที่อาจเกิดจากการทำงานของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม นี่ยังหมายความว่าผลของใบพัดลมอาจไม่เพียงพอที่จะสร้างการไหลเวียนของอากาศที่มีประสิทธิภาพ
ความสมดุลของถ้วยกระดาษโดยรวมเมื่อหมุนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงวัสดุ รูปร่าง การกระจายน้ำหนัก และความเร็วในการหมุน
การกระจายน้ำหนักของถ้วยกระดาษนั้นมักจะค่อนข้างสม่ำเสมอ โดยเฉพาะในถ้วยกระดาษที่ผลิตทางอุตสาหกรรม ซึ่งได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงรูปทรงและน้ำหนักที่สม่ำเสมอ ดังนั้น เมื่อใช้ถ้วยกระดาษเป็นใบพัดลม ความสมดุลของถ้วยกระดาษควรจะดีที่ความเร็วต่ำโดยไม่ต้องโหลดหรือตัดเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ที่ความเร็วสูง ความไม่สม่ำเสมอแม้แต่น้อยอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนหรือความไม่มั่นคงที่เห็นได้ชัดเจน
โดยทั่วไปวัสดุของถ้วยกระดาษจะเบาและอ่อนนุ่ม และวัสดุน้ำหนักเบานี้อาจเสียรูปเล็กน้อยด้วยความเร็วสูง ซึ่งส่งผลต่อความสมดุลของพัดลม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการหมุนด้วยความเร็วสูง ผนังบางของถ้วยกระดาษอาจเสียรูปเนื่องจากความต้านทานลมหรือแรงเหวี่ยง ส่งผลให้ใบมีดไม่สมมาตร ซึ่งจะส่งผลต่อสมดุลการหมุนโดยรวม
ถ้วยกระดาษไม่ได้ออกแบบมาสำหรับอากาศพลศาสตร์ รูปร่างและโครงสร้างของถ้วยกระดาษอาจไม่สามารถสร้างปริมาณอากาศได้เพียงพอ ในการใช้งานจริง ถ้วยกระดาษที่เป็นใบพัดลมอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของการไหลของอากาศ เนื่องจากความโค้งของผนังถ้วยและการขาดความเรียบของพื้นผิว ในกรณีนี้ แม้ว่าถ้วยกระดาษจะมีความสมดุลทางกายภาพ แต่ประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ของมันอาจทำให้พัดลมไม่สามารถสร้างแรงลมที่มีประสิทธิภาพเมื่อหมุนได้
แม้ว่าจะมีความท้าทายบางประการในการออกแบบและการปรับสมดุลของพัดลมถ้วยกระดาษ แต่วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพง่ายๆ บางอย่างสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรได้
เพื่อป้องกันไม่ให้ถ้วยกระดาษเสียรูปเมื่อหมุน คุณสามารถเพิ่มโครงสร้างรองรับเข้ากับผนังถ้วยหรือใช้วัสดุแข็งมากขึ้นเพื่อทำถ้วยกระดาษ ซึ่งจะช่วยรักษารูปทรงของถ้วยและลดความไม่สมดุลที่เกิดจากการเสียรูประหว่างการหมุน
หากคุณตัดสินใจที่จะตัดถ้วยกระดาษเพื่อสร้างใบมีดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น คุณสามารถใช้เครื่องมือและวิธีการที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าการตัดแต่ละครั้งจะสมมาตรและสม่ำเสมอ หลังจากการตัด คุณสามารถตรวจสอบความสมดุลของพัดลมผ่านการทดสอบการหมุนตามจริง และทำการปรับเปลี่ยนอย่างละเอียดตามผลการทดสอบ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของพัดลมระหว่างการทำงาน
โดยทั่วไปเอฟเฟกต์ความสมดุลของพัดลมถ้วยกระดาษจะดีกว่าที่ความเร็วต่ำ แต่อาจไม่เสถียรที่ความเร็วสูง ดังนั้น ด้วยการควบคุมความเร็วพัดลมและทำให้มั่นใจว่าพัดลมทำงานภายในช่วงปานกลาง จึงสามารถหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนและความไม่สมดุลที่เกิดจากการหมุนด้วยความเร็วสูงได้
ในการใช้งานจริง การออกแบบใบมีดและความสมดุลของพัดลมถ้วยกระดาษจะขึ้นอยู่กับรายละเอียดการออกแบบเฉพาะและสถานการณ์การใช้งาน ภายใต้สภาวะโหลดที่ความเร็วต่ำและเบา พัดลมถ้วยกระดาษมักจะแสดงสถานะการทำงานที่ค่อนข้างเสถียร อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์การใช้งานที่มีความต้องการสูง เช่น เมื่อต้องใช้ลมแรงหรือการหมุนด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่อง ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของวัสดุถ้วยกระดาษอาจจำกัดประสิทธิภาพการทำงาน
นอกจากนี้หลังจากใช้งานมาเป็นเวลานาน พัดลมถ้วยกระดาษ อาจค่อยๆ สูญเสียความสมดุลและประสิทธิภาพเนื่องจากความล้าหรือการสึกหรอของวัสดุ ดังนั้นในการออกแบบจริง จึงมักจำเป็นต้องชั่งน้ำหนักความคุ้มทุนของถ้วยกระดาษกับประสิทธิภาพ และพิจารณาว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนด้วยวัสดุหรือการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมกว่าหรือไม่
การออกแบบและการปรับสมดุลของการใช้ถ้วยกระดาษโดยตรงเป็นใบพัดขึ้นอยู่กับความสมมาตรและคุณสมบัติของวัสดุของถ้วยกระดาษเป็นส่วนใหญ่ ที่ความเร็วต่ำ การออกแบบนี้สามารถให้ประสิทธิภาพที่ค่อนข้างเสถียร แต่ที่ความเร็วสูงหรือการใช้งานในระยะยาว อาจประสบปัญหาต่างๆ เช่น การเสียรูปของวัสดุและความไม่สมดุล ประสิทธิภาพโดยรวมของพัดลมถ้วยกระดาษสามารถปรับปรุงได้ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบที่เหมาะสม การทดสอบ และการดีบัก แต่ประสิทธิภาพยังคงถูกจำกัดด้วยลักษณะโดยธรรมชาติของวัสดุและรูปร่างของถ้วยกระดาษ
