散熱風(fēng)扇

散熱風(fēng)扇

散熱風(fēng)扇,英文名:Cooling fans 。散熱風(fēng)扇的技術(shù)和性能方面已經(jīng)完全達(dá)到了成熟的階段,并不斷有新技術(shù)出現(xiàn)。風(fēng)扇規(guī)格尺寸從8mm到280mm,電壓有5V,12V,24V,48V,110V,220V,380V,外形有方形,圓形,橄欖形等。
目錄
1散熱風(fēng)扇的分類

  軸流風(fēng)扇

  軸流風(fēng)扇的葉片推動空氣以與軸相同的方向流動。軸流風(fēng)扇的葉輪和螺旋槳有點(diǎn)類似,它在工作時(shí),絕大部分氣流的流向與軸平行,換句話說就是沿軸線方向。軸流風(fēng)扇當(dāng)入口氣流是0靜壓的自由空氣時(shí),其功耗最低,當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會隨著氣流反壓力的上升功耗也會增加。軸流風(fēng)扇通常裝在電氣設(shè)備的機(jī)柜上,有時(shí)也整合在電機(jī)上,由于軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)緊湊,可以節(jié)省很多空間,同時(shí)安裝方便,因此得到廣泛的應(yīng)用。

  其特點(diǎn):較高的流率,中等風(fēng)壓

  離心風(fēng)扇

  離心風(fēng)扇工作時(shí),葉片推動空氣以與軸相垂直的方向(即徑向)流動,進(jìn)氣是沿軸線方向,而出氣卻垂直于軸線方向。大多數(shù)情況下,使用軸流風(fēng)扇就可以達(dá)到冷卻效果,然而,有時(shí)候如果需要?dú)饬餍D(zhuǎn)90度排出或者需要較大的風(fēng)壓時(shí),就必須選用離心風(fēng)扇。風(fēng)機(jī)嚴(yán)格而言,也屬于離心風(fēng)扇。

  其特點(diǎn):有限流率,高風(fēng)壓

  混流風(fēng)扇

  混流風(fēng)扇又稱對角線流向風(fēng)扇,初一看,混流風(fēng)扇和軸流風(fēng)扇沒什么不同,其實(shí),混流風(fēng)扇的進(jìn)氣是沿軸線的,然而出氣卻是沿軸線和垂軸線的對角線方向。這種風(fēng)扇由于葉片和外罩稱圓錐形,因此致使風(fēng)壓較高,在相同尺寸和其他可比性能下,與軸流風(fēng)扇相比,離心風(fēng)扇的噪聲更低。

  其特點(diǎn):高流率和相對較高的風(fēng)壓

  貫流式風(fēng)機(jī)

  貫流式風(fēng)流能產(chǎn)生大面積的風(fēng)流,通常用于冷卻設(shè)備的大表面。這種風(fēng)扇的進(jìn)氣和出氣均垂直于軸線(如右圖)。貫流風(fēng)機(jī)是使用一個(gè)比較長的圓桶狀扇葉輪進(jìn)行工作,這個(gè)圓桶狀扇葉的口徑都比較大,因?yàn)榭趶酱?,才能在保證整體空氣循環(huán)量的基礎(chǔ)上使用比較低的轉(zhuǎn)速,從而,降低由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的噪音。

  其特點(diǎn):低流率,低風(fēng)壓

2散熱風(fēng)扇的技術(shù)指標(biāo)

  風(fēng)量

  風(fēng)量是指散熱風(fēng)扇每分鐘排出或納入的空氣總體積,如果按立方英尺來計(jì)算,風(fēng)量單位就是CFM;如果按立方米來算,就是CMM。散熱風(fēng)扇經(jīng)常使用的風(fēng)量單位是CFM(約為0.028立方米/分鐘)。

  風(fēng)量是衡量散熱風(fēng)扇散熱能力的最重要的指標(biāo)。顯然,風(fēng)量越大的散熱風(fēng)扇其散熱能力也越高。這是因?yàn)榭諝獾臒崛荼嚷适且欢ǖ模蟮娘L(fēng)量,也就是單位時(shí)間內(nèi)更多的空氣能帶走更多的熱量。當(dāng)然,同樣風(fēng)量的情況下散熱效果和風(fēng)的流動方式有關(guān)。

  風(fēng)壓

  風(fēng)壓和風(fēng)量是兩個(gè)相對的概念。一般來說,在廠商節(jié)約成本的考量下,要設(shè)計(jì)風(fēng)扇的風(fēng)量大,就要犧牲一些風(fēng)壓。如果風(fēng)扇可以帶動大量的空氣流動,但風(fēng)壓小,風(fēng)就吹不到散熱器的底部(這就是為什么一些風(fēng)扇轉(zhuǎn)速很高,風(fēng)量很大,但就是散熱效果不好的原因),相反地,風(fēng)壓大則往往意味著風(fēng)量就小,沒有足夠的冷空氣與散熱片進(jìn)行熱交換,也會造成散熱效果不好。

  風(fēng)扇轉(zhuǎn)速

  風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是指風(fēng)扇扇葉每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù),單位是rpm。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由電機(jī)內(nèi)線圈的匝數(shù)、工作電壓、風(fēng)扇扇葉的數(shù)量、傾角、高度、直徑和軸承系統(tǒng)共同決定。轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇質(zhì)量沒有必然的聯(lián)系。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以通過內(nèi)部的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行測量,也可以通過外部進(jìn)行測量。

  隨著應(yīng)用情況與環(huán)境溫度的變化,有時(shí)需要不同轉(zhuǎn)速風(fēng)扇來滿足需求。一些廠商特意設(shè)計(jì)出可調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的散熱風(fēng)扇,分手動和自動兩種。手動的主要是讓用戶可以在冬天使用低轉(zhuǎn)速獲得低噪音,夏天時(shí)使用高轉(zhuǎn)速獲得好的散熱效果。自動類調(diào)溫散熱器一般帶有一個(gè)溫控感應(yīng)器,能夠根據(jù)當(dāng)前的工作溫度自動控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,溫度高則提高轉(zhuǎn)速,溫度低則降低轉(zhuǎn)速,以達(dá)到一個(gè)動態(tài)的平衡,從而讓風(fēng)噪與散熱效果保持一個(gè)最佳的結(jié)合點(diǎn)。

  風(fēng)扇噪音

  除了散熱效果之外,風(fēng)扇的工作噪音也是人們普遍關(guān)注的問題。風(fēng)扇噪音是風(fēng)扇工作時(shí)產(chǎn)生雜音的大小,受多方面因素影響,單位為分貝(dB)。測量風(fēng)扇的噪聲時(shí)需要在噪聲小于17dB的消音室中進(jìn)行,距離風(fēng)扇一米,并沿風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸的方向?qū)?zhǔn)風(fēng)扇的進(jìn)氣口,采用A加權(quán)的方式進(jìn)行測量。風(fēng)扇噪聲的頻譜特性也很重要,因此還需要用頻譜儀記錄風(fēng)扇的噪聲頻率分布情況,一般要求風(fēng)扇的噪聲要盡量的小,而且不能存在異音。

  風(fēng)扇噪音與摩擦力、空氣流動有關(guān)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高、風(fēng)量越大,造成的噪音也會越大,另外風(fēng)扇自身的震動也是不可忽視的因素。當(dāng)然高品質(zhì)的風(fēng)扇的自身震動會很小,但前面兩個(gè)者卻是難以克服的。要解決這個(gè)問題,我們可以嘗試使用尺寸較大的風(fēng)扇。應(yīng)在在風(fēng)量相同的情況下,大風(fēng)扇在較低轉(zhuǎn)速時(shí)的工作噪聲要小于小風(fēng)扇在高轉(zhuǎn)速時(shí)的工作噪聲。另外一個(gè)我們?nèi)菀缀雎缘囊蛩厥秋L(fēng)扇的軸承。由于風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動時(shí)轉(zhuǎn)軸和軸承之間要摩擦碰撞,所以也是風(fēng)扇噪聲的一個(gè)主要來源。

3散熱風(fēng)扇的軸承結(jié)構(gòu)

  簡介

  散熱風(fēng)扇的常見軸承有:滾珠軸承,含油軸承,磁懸浮軸承。

  滾珠軸承

  滾珠軸承(Ball Bearing)改變了軸承的摩擦方式,采用滾動摩擦,兩個(gè)鐵環(huán)中間有一些鋼球或者鋼柱,并輔以一些油脂潤滑。這一方式更為有效的降低了軸承面之間的摩擦現(xiàn)象,有效提升了風(fēng)扇軸承的使用壽命,也因此將散熱器的發(fā)熱量減小,使用壽命延長。所帶來的缺點(diǎn)就是工藝更為復(fù)雜,導(dǎo)致成本提升,同時(shí)也帶來更高的工作噪音。

  含油軸承

  含油軸承(Sleeve Bearing))是使用滑動摩擦的套筒軸承,使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑??梢哉f是現(xiàn)在市場上最常見的一種軸承技術(shù),由于成本低廉,制造簡單,不少產(chǎn)品包括知名品牌都還在繼續(xù)使用中。其優(yōu)點(diǎn)是初期使用時(shí)安靜,噪音低,價(jià)格便宜。

  磁懸浮軸承

  磁懸浮軸承(Magnetic Bearing)的馬達(dá)采用磁懸浮(Magnetic System,MS)設(shè)計(jì),是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中,使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸。其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直,軸芯與磁浮線是平行的,所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道上,利用幾乎是無負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空,在固定運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上。與傳統(tǒng)的滾珠軸承、含油軸承相比,磁軸承不存在機(jī)械接觸,轉(zhuǎn)子可以運(yùn)行到很高的轉(zhuǎn)速,具有機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點(diǎn),特別適用于高速、真空、超凈等特殊環(huán)境中。磁懸浮事實(shí)上只是一種輔助功能,并非是獨(dú)立的軸承形式,具體應(yīng)用還得配合其它的軸承形式,例如磁懸浮+滾珠軸承、磁懸浮+含油軸承、磁懸浮+汽化軸承等等。

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