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轴流风扇与离心风机的工程选型方法

第一章 为什么不能只看最大风量

在风扇样本中,最容易被关注的参数通常是最大风量。

例如:

· 300 CFM

· 500 CFM

· 10 m³/min

· 17 m³/min

但最大风量通常是在接近零静压状态下测得的。也就是说,风机进出口几乎没有明显阻力,空气可以自由流动。

而在真实设备中,空气往往需要经过:

· 防尘过滤网;

· 百叶窗;

· 金属防护网;

· EMI屏蔽网;

· 散热器鳍片;

· 蒸发器或冷凝器;

· 狭窄风道;

· 电缆和结构件;

· 多次转弯;

· 较小的进出风口。

这些结构都会产生压力损失。

因此,一台标称最大风量很大的风扇,安装到设备中以后,实际风量可能明显下降。下降程度取决于两方面:

1. 风机本身的压力风量特性;

2. 设备风道的系统阻抗特性。

工业散热设计真正需要关注的,不是最大风量,而是:

风机性能曲线与系统阻抗曲线的交点。

这个交点就是风机在设备中的实际工作点。



第二章 轴流风扇的工作原理

轴流风扇的气流方向基本与叶轮旋转轴平行。

空气从风扇一侧吸入,沿轴向从另一侧排出。

典型结构包括:

· 叶轮;

· 电机;

· 框架;

· 支撑肋;

· 轴承;

· 驱动电路;

· 信号线或控制线。

轴流风扇最重要的特点是:

· 结构紧凑;

· 安装简单;

· 单位体积风量较大;

· 适合直线通风;

· 产品尺寸规格丰富;

· 易于安装在机柜壁面或散热器后方;

· 成本和系统复杂度通常较低。

常见尺寸包括:

· 40 mm

· 60 mm

· 80 mm

· 92 mm

· 120 mm

· 140 mm

· 172 mm

· 200 mm以上。

轴流风扇广泛应用于:

· 服务器;

· 工控机;

· 变频器;

· 伺服驱动器;

· UPS

· 通信电源;

· 医疗设备;

· 工业控制柜;

· 轨道交通电源;

· 充电模块。

它最适合的工况是:

气流路径相对直接,阻力处于低到中等水平,设备需要较大通风量,并且安装空间更适合轴向进风、轴向出风。



第三章 离心风机的工作原理

离心风机通常从叶轮中心吸入空气,空气经过叶轮加速后,沿径向或切向排出。

其气流方向通常发生约90°变化。

常见形式包括:

· 前向多翼离心风机;

· 后向离心风机;

· 涡轮式离心风机;

· 带蜗壳鼓风机;

· 无蜗壳后向离心风机;

· 紧凑型离心鼓风机。

离心风机的主要特点包括:

· 静压能力通常较强;

· 适合高阻力风道;

· 适合空气需要转向的结构;

· 更容易推动空气穿过密集散热器或过滤系统;

· 可用于较长风道;

· 适合设备内部建立定向送风;

· 对出风口结构和风道密封要求较高。

典型应用包括:

· 储能PCS

· 光伏逆变器;

· 大功率UPS

· 工业空调;

· 商用制冷;

· 半导体设备;

· 除尘设备;

· 通信户外柜;

· 高密度电源系统;

· 需要穿过换热器的设备。

它最适合的工况是:

风道阻力较高、气流需要集中输送、风向需要转弯,或者空气必须穿过高密度散热器、过滤器和换热器。