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[零部件设计] 决定散热风扇散热效果的重要参数

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发表于 20-1-2024 11:35:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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风扇的分类比较:

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吹抽风模式比较:

①吹风:

优点:风扇出风附近气流主要为紊流,局部换热强烈,宜用于发热器件比较集中的情况;吹风时机柜内部为正压,可以防止缝隙中的灰尘进入机柜;风扇不会受到系统散热量的影响,风扇寿命较长;

缺点:吹风具有方向性,送风量不均匀;风扇HUB附近有部分回流和低速区,换热较差;

②抽风:

优点:送风均匀,气体均匀流过发热体表面,适用于发热器件比较均匀,风道复杂的情况;

缺点:机柜内部为负压,灰尘容易进入机箱;风机将在出风口高温气流下工作,寿命较短;

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为什么同样型号的散热风扇,散热效果会有巨大的差别呢?那是因为散热风扇散热效果好不好是由很多参数来决定的。

叶片倾角:倾角越大,叶片上下表面间压力差越大,相同转速下风压越大;但上表面压力过大,可能产生回流现象,反而降低风扇叶片光滑度:这是一项非设计因素影响的指标,基本上取决于生产者的模具成形与后期处理工艺。在设计曲线之外,叶片上的不平整会在旋转中产生紊流,增加摩擦,降低风扇效率,折损风扇性能,增大工作噪音。性能。因此,叶片倾角也应在一定限度内提升。

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叶片数目:各种规格风扇叶片的截面曲线、倾角等基本相若,每片叶片宽度往往取决于扇叶的高度。为了保证叶片间距不致过大,影响风压,径高比较小的风扇多采用增加叶片数目的方法弥补。不论叶片数目是多是少,轴流风扇的叶片数目却往往是3、5、7、9、11、13等奇数,这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶,又没有调整好平衡,很容易使系统发生共振,倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳,将会使叶片或心轴发生断裂,因此多设计为关于轴心不对称的奇数片扇叶设计。这一原则普遍应用于包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中。

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叶片曲率:在一定范围内,叶片曲率越大,相同转速下,气体动能也就越大,即风量与风压越大;同时,叶片所受的阻力也越大,要求电机的扭力更大。

叶端间隙:如何调整扇叶与外框之间所存在的间隙是风扇设计中的一大难题。间隙过小会令此间气流与叶片、外框发生摩擦,增大噪音;增大间隙则会由于反激气流等影响而降低风扇效率。

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电机直径:由于电机与轴承的存在,轴流风扇主轴所在的中心部分难免一定无气流通过的盲区,主轴直径便决定着此盲区的大小。主轴直径的大小则主要取决于风扇电机的功率——大功率的电机需要更大的定子绕组线圈,必然占用更多的空间,在无法纵向扩展的情况下,便只好横向扩展。




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