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散热风扇的分类以及原理

2024-03-20 00:00:00

散热风扇通常分为以下三类:

1 轴流式:气流出口方向与轴心方向相同。

2 离心式:利用离心力作用将气流沿着叶片向外甩出。

3 混流式:拥有以上两种气流方式。

散热风扇的原理

原理:风扇的工作原理是按能量转化来实现的,即:电能→电磁能→机械能→动能。其电路原理一般分为多种形式,采用的电路不同,风扇的性能就会有差异。

轴流式风扇的组成:

扇框、扇叶、轴承、PCB控制电路、驱动电机



转速:

转速指风扇旋转的速度,通常以1分钟内转动的圈数来衡量,即:rpm。转速与机电绕线匝数、线径、扇叶叶轮外径与底径,叶片形状及所用轴承等因素有关,转速大,风量相应大。

转速值的大小,在一定程度上代表了风量的大小,在条件一定时,转速越大,则噪音及振动会相应加大,因此,在风量满足散热要求的情况下,应尽量使用低转速风扇。

风扇转速可在启动电脑时通过BIOS测试,或通过其他主板自带的监控软件测试;也可以通过转速测试仪测试。注意:前两种方式必须是支持测速功能的风扇才能测出。

风量与风压:

风量与风压的测试方法有两种,一是用风洞仪测试,另一种是用双箱法测。但对于一般用户而言,没有这样的设备。只能根据厂家提供的数据作为参考,要看降温效果。

风量:风量是指风扇通风面积平面速度之积。通风面积是出口面积减去涡舌处的投影面积。平面速度是气流通过整个平面的气体运动速度,单位是m/s。平面速度一定时,扇叶叶轮外径越大,通风面积越大,风量则越大。平面速度由转子的转速和风压决定。通风面积一定时,平面速度越大,风量越大。风量越大,空气吸热量则越大,空气流动转移时能够带周能带走更多的热量,扇热效果越明显。

风压:为进行正常通风,需要克服风扇通风行程内的阻力,风扇必须产生克服送风阻力的压力,测量到的压力的变化值称为静压,即Z最大静压与大气压的差压。它是气体对平行于物体表面作用的压力,静压是通过垂直于其表面的孔测量出来的。把气体流动中所需要动能转化为压力形式称为动压。

为实现送风的目的,需要有静压和动压。全压为静压与动压的代数和,全压是指由风扇所给定的的全压增加量,即散热风扇的出口和进口之间的全压之差。

在实际应用中,标称的最大风量值并不是实际散热片得到的送风量,风量大,并不代表通风能力强。因空气流动时,气流在其流动路径会遇上扇热稽片或元件的阻扰,其阻抗会限制空气自由流通。即风量大时,风压会减小。因此必须有一个操作工作点,即风扇性能曲线与风阻曲线的交点。在工作点,风扇特性曲线之斜率为小,而系统特性曲线之变化率为最低。注意此时的风扇静态效率(风量×风压÷耗电)为最佳。 当然有时为了能减少系统阻抗,甚至选用尺寸较小的风扇,也可以获得相同的风压。


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