Để đơn giản, ta xét một cánh có tiết diện ngang là hình chữ nhật. Khi đặt cánh nghiêng một góc o thích hợp trong không khí, cánh sẽ chịu tác động bởi một lực đẩy khí động Pkđ của dòng không khí. Trên mặt phẳng của cánh sẽ xuất hiện hai thành phần: lực nâng Pn và lực cản chuyển động Pc. Hai lực này có phương vuông góc với nhau. Lực nâng Pn có tác dụng nâng cánh và làm cho các cánh quay xung quanh trục của quạt. Tổng của hai lực này dọc theo chiều dài của cách quạt sẽ tạo nên một mô-men xoắn, và chính mô-men xoắn này làm cho cánh quạt quay quanh trục của nó.
V Pn Pc Pkđ Hình 4.6: Lực gió tác động lên cánh
Mô hình trên mô phỏng lực của gió tác động lên một tiết diện cánh đơn giản. Trong đó góc nghiêng (góc nâng) sẽ thay đổi theo chiều dài sải cánh.
Hình 4.7: Góc nâng và góc xoắn trên cánh
Tùy theo dạng cánh mà góc sẽ thay đổi theo chiều theo chiều dài của sải cánh. Chính sự thay đổi góc đã tạo nên dọc cánh một góc xoắn . Nếu là cánh xoắn thì góc sẽ thay đổi theo dọc cánh để tăng hiệu quả hướng gió. Còn ở cánh phẳng thì góc không đổi. Lực nâng sẽ có giá trị lớn nhất khi góc ở mỗi vị trí tiết diện cánh có trị số thích hợp (tối ưu). Theo các tính toán, muốn có lực nâng lớn ở mọi tiết diện cánh thì góc phải giảm dần tâm tới đầu mút cánh, tại đầu mút cánh góc = 0o.
Theo kinh nghiệm thực tế, người ta thường chọn góc = 4 8o ở trong cùng của cánh là thích hợp để lực nâng là lớn nhất. Góc trong đề tài này được chọn = 7o, góc này được chọn qua nhiều nghiên cứu thực nghiệm (TL2). Ngoài ra, góc nâng còn ảnh hưởng trực tiếp tới Pc, góc càng nhỏ thì Pc càng nhỏ (Pc = Pkđ. sin).
4.2.4.Nguyên lý làm việc của cánh quạt gió:
Khi có dòng không khí thổi trực tiếp vào mặt cánh của quạt (vậân tốc của gió có phương song song với trục của quạt). Pkđ là tổng của hai thành phần lực nâng Pn và lực cản Pc (Pkđ = Pn + Pc). Lực nâng sẽ tạo nên mômen quay của cánh còn Pc sẽ cản lại chuyển động quay này.
v Pkđ Pc Pn M
Hình 4.8: Nguyên lý làm việc của động cơ gió