风机常识及选型
CFS:Cubic Feet Per Second, 立方英呎/秒(ft3/s)
CFM:Cubic Feet Per Minute, 立方英呎/分(ft3/min)
CMS:Cubic Meter Per Second, 立方公尺/秒(m3/s)
CMM:Cubic Meter Per Minute, 立方公尺/分(m3/min)
CMH:Cubic Meter Peter Hour, 立方公尺/时(m3/h)
L/s:Liter Per Second, 公升/秒(L/s)
L/min:Liter Per Second, 公升/分(L/min)
3.2风量换算表
4 关于噪音
4.1噪音如何测量
音压级(Sound Pressure Level)依背景因素而定,与音能级(Sound Power Level)由下列公式表示之:SPL = 20㏒ P/Pref 及 SWL = 10㏒ W/Wref
其中,
P = 音压
Pref = 基准音压
W = 音源的噪音能量
Wref = 音源的噪音能量
风扇的噪音值通常以音压级(SPL)之倍频带绘出。分贝(dBA)的改变所形成的效应,如下列征兆所示:
3 dBA 几乎没有感觉
5 dBA 感觉出来
10 dBA 感觉两倍大声响
噪音程度:
0 ~ 20 dBA 很微弱
20 ~ 40 dBA 微弱
40 ~ 60 dBA 中度
60 ~ 80 dBA 大声
80 ~ 100 dBA 很大声
100 ~ 140 dBA 震耳欲聋
4.2 如何降低噪音
下列准则提供风扇使用者最佳方法,以降低噪音至最小:
4.21系统阻抗(System Impedance)
一个机壳的入风口与出风口之间范围占全部系统阻抗的60%至80%,另外气流愈大,噪音相对愈高。系统阻抗愈高,冷却所需的气流愈大,因此为了将噪音降至最小,系统阻抗必须减至最低程度。
4.22气流扰乱
沿着气流路径所遇到的阻碍而造成的扰流会产生噪音。因此任何阻碍,特别在关键的入风口与出风口范围,必须避免,以降低噪音。
4.23风扇转速与尺寸
由于高转速风扇比低转速风扇产生较大的噪音,因此应尽可能尝试及选用低转速风扇。而一个尺寸较大、转速较低的风扇,通常比小尺寸、高转速的风扇,在输送相同风量时安静。
4.24温度升高
一个系统内,冷却所需的风量与允许的温升成反比。允许温升稍微提高,即可大量减少所需的风量。因此,如果对强加之允许温升的限制略微放松一些,所需风量将可降低,噪音亦可降低
4.25振动
有些情形,整个系统的重量很轻,或系统必须按照某种规定方式运作时,特别建议采用柔软的隔绝器材,以避免风扇振动的传递。
4.26电压变动
电压变动会影响噪音程度。加到风扇的电压愈高,因转速升高,振动就愈大,产生的噪音也愈大。
4.27设计的考虑
构成风扇的每一零件设计,均会影响噪音程度。下列设计的考虑可达成降低噪音:绕线铁心的尺寸,扇叶与外框的设计及精确的制造与平衡。
5关于风扇特性
5.1风扇特性测试:
依据AMCA 210-85 "Laboratory Methods of Testing Fans for Rating" 测试规范。如略图所示将风扇放置于风洞口,风吹入风洞,经由流场内各量测点测试风量与静压,经由计算机汇整测得资料后绘出特性图与资料。
由此图可知,并联的风扇风量加大,但是静压不变;假如系统阻抗低时,可使用并联方式。
5.2如何从特性曲线判定风扇性能
1.实线FPC系风扇特性曲线;需由风洞量测
2.虚线SRC系客户系统阻抗;亦需由风洞量测,因客户之不同所以一般Fan仅秀出FPC。
3.FPC与SRC交界点即为客户使用操作点OP; Qb与Pb是可满足客户使用上所需求特性; 因此客户选择风扇时仅以Qa与Pa来选择并不是最适切的; 建议客户提供系统给我们为您免费测出SRC可较容易选择适用风扇 以及判定您的系统阻抗设计是否得宜。
5.3假设有A、B二风扇,应如何自特性曲线选择较适合风扇?
1.答案是FAN a为较适用风扇;因为特性曲线交叉于R1上之操作点OPa较操作点OPb特性佳Qa>Qb(风量),Pa>Pb(静压)。
2.此FAN b虽然风量与静压都较FAN a高,但客户使用上应以OPa 为最佳选择;非仅以风扇最大风量与最大静压作为选择依据。
3.而系统阻抗设计的好坏也是选择风扇的重点之一;图中R1系最佳系统阻抗设计,R2系系统阻抗较高,R3较低;要改善系统阻抗设计应自系统进出风口之大小调整、系统内组件排放位置调整等,再经由风洞之测试即可调整及验证出最佳的系统阻抗。
4.比较FAN a与FAN b可得知FAN a之马达扭力与扇叶、外框设计特性较FAN b佳
6风机的选型
6.1欲选择正确的通风组件,必须考虑下列目标:
最好的空气流动效率
最小的适合尺寸
最小的噪音
最小的耗电量
最大的可靠度与使用寿命
合理的总成本
以下三个选择正确散热扇或鼓风扇的重要步骤,可帮你达成上述几个目标。
步骤一:总冷却需求
首先必须了解三个关键因素以得到总冷却需求:
必须转换的热量 (即温差DT)
抵消转换热量的瓦特数 (W)
移除热量所需的风量 (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,使所有系统内的组件均能发挥最大的功能与最长的使用年限。
下列几个方式,可用来选择一般用的风扇马达:
1.算出设备内部产生的热量。
2.决定设备内部所能允许的温度上升范围。
3.从方程式计算所需的风量。
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。
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以下为基本的热转换方程式:
H = Cp × W × △ T
其中
H = 热转换量
Cp = 空气比热
△ T = 设备内上升的温度
W = 流动空气重量
我们已知 W = CFM × D其中 D = 空气密度经由代换后,我们得到 :再由转换因子 (conversion factors)与代入海平面空气的比热与密度,可得到以下的散热方程式:CFM = 3160 × 千瓦/△℉
例如:设备内部消耗电功率为 500瓦,温差为摄氏10度:
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静压换算表
下列几个方式,可用来选择一般用的风扇马达:
1.算出设备内部产生的热量。
2.决定设备内部所能允许的温度上升范围。
3.从方程式计算所需的风量。
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。