电子商务|超能课堂(297):如何用风扇法则来推算风扇性能?( 二 )



对于同一把风扇来说 , 当其实际运行转速只有满转速的1/2时 , 那么其提供的风压就只有满转速下的1/4 , 换句话说 , 改变风扇的转速 , 风压的变化幅度往往会比风量更大 。
而通过这个公式我们也可以看出 , 如果两款风扇的扇叶设计与叶片数量相同 , 仅仅只是尺寸和转速上有所不同 , 同时又满足D1*N1=D2*N2(直径与转速的乘积相同) , 相当于扇叶末端的线速度相同 , 那么两把风扇提供的静压是基本相等的 。 而结合风量公式则可以看出 , 在同样的条件下 , 由于风量与两者的直径则呈立方关系 , 换算之后可以得出 , 大尺寸风扇的风量依然会更高 , 倍数是两者直径比值的平方 。
风功率:转速提升至2倍 , 风功率增加至8倍风扇法则的第三条公式则与风功率有关 , 计算公式如下所示 , 可以看到对于同一把风扇来说 , 风功率与风扇的转速呈立方关系 , 而对于不同尺寸但转速相同的风扇来说 , 风功率则与扇叶直径则呈5次方关系 。

大家仔细观察的话其实会发现 , 风功率的计算公式实际上就是风量公式与风压公式的结合 , 因为风功率就是风量与风压的乘积 , 所以业内常常说的“高风压低风量、低风压高风量”其实是有前提的 , 就是在风功率相同甚至是同一把风扇的情况下才会有这样关系 。
风功率不仅仅代表着风扇的散热效能 , 同时它还影响着风扇驱动电机的选择 。 理论上说 , 要提供多大的风功率 , 那么驱动电机的输出功率就得有多大 。 但实际中是存在能量转换效率的 , 因此一般来说电机的运行功率会比风扇可以提供的风功率更高 , 不过这点就不需要我们担心了 , 这是厂商需要解决的事情 。
此外通过这个公式我们也可以看到 , 其实风扇转速的提升对于风功率有极大的影响 , 转速提升至2倍 , 风功率则提升至8倍 , 对于电机功率的需求也水涨船高 。
声功率:转速越高 , 声功率越高风扇的风量与风压代表着它的散热效能 , 但是对于我们来说 , 风扇的使用体验并不只有散热效能 , 其运转噪音的大小也会直接影响我们的感受 。 风扇运转时发出的声音的大小可以用声功率来表示 , 只是声功率不能直接测量 , 只能通过测量声压或者声强的方式来进行计算 , 这部分的内容我们会另觅时间给大家讲解 。

对于风扇来说 , 声功率的变化与风扇的直径、转速以及空气密度有关 , 而空气密度在实际使用中变化几乎可以忽略不计 , 因此直径越大、转速越高的风扇 , 其声功率往往会越高 , 也就我们说的运转噪声往往也会越大 。
风扇的并联与串联:并联风量叠加 , 串联风压叠加风扇的并联与串联严格意义上不属于风扇法则的范畴 , 但是在我们实际应用中是很常见的 , 因此在这里也稍微讲一讲 。 所谓风扇的并联与串联 , 其实是指在一个密闭的散热体系中 , 两把风扇并排安装或者是重叠安装 , 其中并排安装就是风扇并联 , 在PC DIY中是最常见的 , 例如机箱的前置风扇安装 , 冷排上的风扇安装等等;而风扇重叠安装的方式则是串联 , 在PC DIY中相对少见 , 比较类似的是双塔式散热器的前后两把风扇 , 或者是冷排两侧都安装风扇的方式 。


双塔风冷散热器的风扇就类似于串联式安装
风扇的并联或串联影响的主要是整个系统的风量或风压 , 一般来说风扇并联安装 , 风压不变但风量叠加 , 而串联安装的风扇则相反 , 风压叠加但风量不变 。 因此对于有大风量需求的应用环境 , 例如机箱散热 , 都是采用多个风扇并联安装的方式;而对于有大风压要求的环境 , 例如通风管道内部 , 就会使用多个风扇串联的方式来增强管道内的风压 。