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機箱風扇真是越大越好?

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  對于電腦而言,機箱風扇更是不可或缺的,無論是機箱的吐故納新,還是CPU/GPU的強制散熱,或者是流光溢彩的視覺沖擊,機箱風扇都擔有重責。

  電腦上用的機箱風扇都是DC風扇,它的運作原理也很簡單,導體通過電流,周圍會產生磁場,如果將此導體置于另一磁場中,將產生吸力或斥力從而讓物體移動,也就是安培右手定則,這次主要是看看DC風扇的一些常見指標,它們在機箱風扇的選擇與使用中都會用到。

風扇外包裝上一般都印有基本性能指標

  機箱風扇從性能數據上說有4個關鍵的參數,即風量、風壓、轉速和噪音,當然對風扇性能有影響的還有扇葉形態(tài)、電機軸承和扇框等等。

 

風量?

  風量是最基本的指標之一,不受尺寸結構方式等限制,指單位時間內通過過風面積的空氣體積,過風面積基本上等同風扇外框面積減去電機部分內框面積。風量一般用CFM(cubic feet per minute,立方英尺/分鐘)來表示,也有少數人會用m3/min,12cm風扇風量多在30-80CFM間。

  顯然,平均風速一定時,風扇直徑越大,過風面積就越大,風量也就越大,參與熱交換的空氣也就越多,大多數情況下散熱效果越明顯。但是盲目追求風量也是不可取的,因為還有一個與之息息相關的“風壓”我們要顧慮。

風壓

  如果說風量是指單位時間內參與熱交換的空氣總量,那么風壓就決定了這些空氣能到達的位置。準確的講,風壓就是出風口與入風口間產生的壓強差,通俗的講,風壓定義了風能吹到多遠的距離,由于風壓描述的壓強差比較小,一般以水柱為單位,即mmH2O(毫米水柱),12cm風扇風壓多在0.3-1.0mmH2O間。風壓大小主要取決于扇葉的形狀、面積、高度以及轉速,前三者的影響較為復雜,和轉速的關系就很簡單,同條件下,轉速越快,風壓越大。

風扇風壓示意圖

  風量和風壓是一個互相制約的關系,轉速不變的情況下,風量越大風壓越小,風壓越大則風量越小,它們之間的制約程度取決于風扇的扇葉形狀和整體的結構,下面是一張典型的風量-風壓特性圖。

風量-風壓特性圖

  在我們日常應用中,選擇大風量還是選擇大風壓的風扇要依賴實際情況,比如機箱前置風扇多選風壓大的,這樣冷空氣可以盡可能地吹到機箱內部深處,而后置風扇就可選擇風量大的,讓更多的熱空氣排出到機箱外,像鰭片密集的或較厚的散熱器,搭配的風扇也對風壓有一定要求。

轉速

  轉速是指每分鐘內扇葉所轉的圈數,單位為rpm(revolutions per minute),轉速對風扇的性能影響是巨大的,通常轉速越高帶來的風量越大、風壓也越高,但是噪音也會更大。

  風扇轉速由電機、工作電壓、風扇扇頁的數量、傾角、高度、直徑和軸承系統(tǒng)共同決定。絕大多數的風扇轉速都是可以調節(jié)的,這是因為他們的轉速會隨工作電壓的變化而同步變化,我們平常用過的調速器其實不過就是個小小的變阻器,和風量/風壓不同,轉速能通過簡單的儀器測量或軟件查看,12cm風扇的轉速一般在800-2000rpm

噪音

  風扇噪音是風扇工作時產生雜音,同時,噪音也是對用戶造成直接影響的因素。噪音大小受多方因素影響,如轉速、扇葉大小和數目等,標稱的風扇噪聲值是在噪聲小于17dB的消音室中測量的,距離風扇1米,并沿風扇轉軸的方向對準風扇的進氣口,采用A加權的方式進行。

  一般要求風扇的噪聲要盡量的小,而且不能存在異音,劣質的風扇,往往扇葉的重心沒有在軸心上,使用一段時間后,風扇軸承逐漸磨損,都會使震動加劇噪音變大。

扇葉

  扇葉的設計對風扇的性能起著決定性的作用,廠商的技術功底也大多通過各種各樣的扇葉來表現,扇葉有幾種主要參數影響著風扇的風量、風壓和風速。

葉片曲率越大,風量與風壓越大,葉片所受的阻力也越大,要求電機的扭力更大

葉片傾角(與氣流方向的角度)越大,風壓越大,但可能產生回流現象,降低風扇性能

葉片間距過小會氣流擾動,增加表面摩擦,降低效率,間距過大則會壓力損失增大風壓不足

葉片弧度能讓吹出氣流集中在出風口正前方的柱狀空間內,可以增加風壓

  另外葉片數目也有很大影響,風扇的葉片數目基本上是5、7、9等奇數,這是為了平衡和避免共振,在相同條件下,增加扇葉數目,能提高風量,但風壓會下降,或者說,保證相同風量下,通過增加扇葉能有效地降低轉速,從而降低噪音。

  除了上述的那些指標外,風扇軸承也是很重要的,通常分為含油軸承、液壓軸承、滾珠軸承和磁浮軸承,不同的軸承產生的噪音有大有小,而它們的壽命長短也有不同。這些軸承各自有著不同的優(yōu)缺點,如含油軸承成本低,噪音小,技術含量低,壽命也短(5000-8000小時);液壓軸承相比于含油軸承,壽命要長很多(4萬小時);DIY玩家喜愛的雙滾珠軸承,有著超長壽命,達5萬-10小時,價格高,噪音也大;磁浮軸承則是集大成,技術含量比較高,壽命也長(5萬小時),噪音極低,價格也是極高。

該如何選擇合適的機箱風扇?

  機箱風扇可以簡單歸為三大類,一類是風量扇,另一類是風壓扇,最后一類是都均衡扇,三種風扇顧名思義就是有些風量特別大,有些風壓特別大,有些則兩者都有點但都不大(都很大的要么很貴要么很吵),然后根據場景實際需求來選擇。

  應該說風量扇適用大多數應用環(huán)境,能讓更多空氣參與到熱量交換過程當中,像機箱后置、上置、側邊風扇都可以選用風量型扇子,風道暢通的話,機箱前置風扇也可以用大風量的扇子,如果硬盤籠之類的在風扇附近,風壓類扇子會更好一些,對于散熱器搭配的風扇,如果鰭片不是很密集散熱器不是很厚的話,還是以風量扇為主,基本原則就是,抽風類的風扇多選用大風量風扇,密集型、阻力較大的區(qū)域的吹風類風扇多使用風壓高的風扇,并且有一個前提,噪音得小,至少在夜深人靜時你不能聽到它在那呼呼呼地忙個不亦樂乎!

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