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如何正确的选择风扇
2014-07-31  点击:457

   如何选择正确的直流风扇和鼓风机如下:

必须转换的热量 (即溫差DT)
抵消转换热量的瓦特數 (W)
移除熱量所需的風量 (CFM)
   总冷却需求对于有效地运作系统甚为重要。有效率的系统运作必须提供理想的运作条件,使所有系统内的元件均能发挥**的功能与*长的使用年限。
    下列几个方式,可用来选择一般用的风扇马达:

    算出設備內部產生的熱量。

  

    1.决定设备内部所能允许的温度上升范围。

 



   2. 从方程式计算所需的风量。

    3. 估计设备用的系统阻抗。

    4.根据目录的特性曲线或规格书来选择所需的风扇。

 


     如果已知系统设备内部散热量与允许的总温度上升量,可得到冷却设备所需的风
量。

 


溫升與所需風量之換算表
以下为基本的热转换方程式:


H = Cp×W×△T
其中 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --
H = 熱轉換量;   Cp = 空氣比熱;   △T =設備內上升的溫度;   W = 流動空氣重量
我們已知 W = CFM×D
其中 D = 空氣密度

經由代換後,我們得到:

再由轉換因子(conversion factors)與代入海平面空氣的比熱與密度,可得到以下的
散熱方程式:
CFM = 3160×千瓦/△℉
然後得到下列方程式: 
       
其中 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -


Q:冷卻所需的風量
P:設備內部散熱量 (即設備消耗的電功率)
Tf:允許內部溫升 (華氏)
Tc:允許內部溫升 (攝氏)
DT = DT1與DT2之溫差
KWh0.511.522.533.544.55
DT(° C)DT(° F)
50901835537088105123141158176
45812039597898117137156176195
407222446688110132154176195220
3563255075100125151176201226251
3054295988117146176205234264293
25453575105141176211246281316351
20364488132176220264308351396439
152759117176234293351410469527586
101888176264351439527615704791879
5917635152770487910551230140615821758
 

例一:设备內部消耗电功率为500瓦,溫差为华氏20度,下列为其計算結果:
 

例二:设备內部消耗电功率为500瓦,溫差为摄氏10度:  
 


 

步驟二:全部系统阻抗/系统特性曲线


 


   空气流动时,气流在其流动路径会遇上系统内部零件的阻扰,其阻抗会限制空气自由流通。压力的变化即测量到的静压,以英吋水柱表示。
   为了确认每一槽排(slot)之冷却瓦特数,系统设计或制造厂商不但必须有风扇的有效风扇特性曲线以决定其**风量,而且必须知道系统的风阻曲线。系统内部的零件会造成风压的损失。此损失因风量而变化,即所谓的系统阻抗。
系统特性曲线之定义如下:
DP = KQn
其中 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --
K = 系统特定系数
Q = 風量 (立方呎)
n = 换流因素,1 < n < 2
平层气流時,n = 1
乱流气流时,n = 2
步骤三:系统操作工作点

设计时应考虑项目:
1.保持空气流动尽量不受阻扰,入风口与出风口保持畅通。
2.引导气流垂直通过系统,以确保气流顺畅而提升冷却效率。
3.如需加装空气滤网,应考虑其增加的空气流动阻力。

选择**風扇的例子:

系统特性曲线与风扇特性曲线的交点,称为系统操作工作点,该工作点即风扇之**运作点。
 
操作工作点
   在工作点,风扇特性曲线之变化斜率为*小,而系统特性曲线之变化率为**。
    注意此时的风扇静态效率
(风量×风压÷耗电)为**化。
例一:
图一为典型SUNON DC散热扇60×60×25mm的特性曲线。此风扇可能操作在A点或C点,分别可输送6 CFM或20CFM。如果该系统之阻抗对于气流在A点会造成0.16吋水柱或C点0.04吋水柱的静压值。如果该系统因改良而运作于B点,则风扇可输送12CFM而静压仅0.09吋水柱。
圖一:60×60×25mm中速風扇之特性曲線
 
例二:
如图二所示,特性曲线二是同一尺寸与形状之风扇,但其转速比特性曲线一低。如果系统仅需要15CFM风量在0.05吋水柱静压,则静压降与风量曲线之交点应通过B点,因此风扇在零静压时可输送18CFM已足够冷却之需。因此**的安排是选用低速风扇。
如图二依图表说明,从一种风扇改用另一种风扇的结论。当然有时可能甚至选用尺寸较小的风扇,如果系统阻抗能充分地减低,也可以获得相同的风量。
圖二:60×60×25mm低、中速風扇之特性曲線

 


例三:

如图三所示,为40×40×6mm(曲线三)、30×30×6mm(曲线二)、25×25×6mm(曲线一)中转速DC风扇之特性曲线。

情况一:
假如系统阻抗为0.025吋水柱而需要2 CFM的风量来冷却,建议你使用40×6mm DC风扇。 (请参考B点运作)

情况二:
假如有更多元件加进系统且(或)外形变得更密实时,将产生更多的系统阻抗。现在假设系统阻抗上升至0.038吋水柱,并需要0.85CFM的风量来冷却,有两种风扇可供选择:40×6mm、30×6mm。(请参考操作工作点A)。另一种用来冷却具有高系统阻抗之系统的选择为小型DC鼓风扇。

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