散热风扇的分类及特点

轴流风扇

轴流风扇工作时,叶片推动空气以与轴相同的方向流动,所以称为轴流风扇。

1.流量

流量特性指的是在一定转速下,风扇所能处理的气流量大小。与转速成正比,也与叶片数量和叶片设计有关。通常情况下,叶片数越多,其流量越大。

2.压力

压力特性指的是在一定转速下,其所能产生的气压大小。与转速、气流质量、叶片数量和叶片设计有关。通常情况下,轴流风扇的压力与流量成正比,但当气流速度过快时,会导致气流旋涡和分离,从而影响轴流风扇的压力。

3.效率

效率特性指的是在一定转速下,其所能转换气流动能为机械功的能力。其受到气流流速、叶轮进气口与出气口之间的压力差、转速和叶轮叶片的设计等多方面因素的影响。通常情况下,轴流风扇的效率与流量、压力成正比,但在过高或过低的气流速度下,其效率会降低。

4.特点

a)高流量,轴流风扇的流量很大,能够有效地将大量气流透过叶片送出;

b)低压力,轴流风扇的压力相对较低,适合于用于通风、散热等领域;

c)高效率,轴流风扇的效率相对较高,能够将大量气流送出的同时,又尽可能地减小能量损失;

d)低噪音,与其他类型的风扇相比,轴流风扇的噪音较低,适合于用于噪音敏感的场合。

径流风扇

1.概述

径流风扇工作时,叶片推动空气以与轴相垂直的方向(即径向)流动,因此称为径流风扇,也被称为离心风扇。由于轴流风扇风压并非在风扇中心产生,而是靠风扇扇叶转动而出现,因此无论其转速有多高,轴心下方不会有风吹下。但风扇轴心下方正是发热核心所在,从而影响整体散热效果,为解决这一问题开发出了径流风扇。

2.原理

径流风扇是根据欧拉定理(欧拉方程)及质量守恒定律设计制造的一种通风、换气或送风设备。它是利用转子动能增加气体压力,或利用进口速度动能相应降低静压达到一定风量的风机。其工作原理是将驱动电机带动叶轮高速旋转,使进口气体产生动能和压力,从而导致出口气体有风压和气流的产生。在风机的旋转中,流体受到离心力的作用状态发生变化,由于进口端压力低于出口端,流体会从进口端引入风机,并沿着叶轮的轴心线方向流动,然后被离心力推向叶轮周围流动,同时气压也随之增加,通过出口排出,达到通风、排烟、换气等目的。

3.结构

径流风扇主要由电机、蜗壳、叶轮、进出气口、布管口、离心机油塞、入口风室等部件组成。其中,电机中由电源供电,带动叶轮旋转。叶轮是离心风机的核心部分,其转速、叶轮外径及叶片角度等因素将影响离心风机气体流量和风压,同时叶轮的材料也对离心风机的使用寿命和可靠性有很大的影响。蜗壳作用是将旋转的动能转化成静能热能,从而增加气压。进出气口用于引入气体和排出气体。布管口用于管道连接,便于气体的输送。离心机油塞用于润滑离心机的轴承,减少磨损。入口风室用于提高进口动能并消除上下风速差。

4.特点

a)产生更大的风量和压力,由于离心风机采用了物理原理中的离心力,可以产生更大的风量和压力,从而实现更有效的通风和排气;

b)结构简单,相对于其他的通风设备,离心风机的结构非常简单,使用和维护都非常方便。

鼓风机

1.原理

鼓风机有一个高速转动的转子,转子上的叶片带动空气高速运动,离心力使空气在渐开线形状的机壳内,沿着渐开线流向风机出口,高速的气流具有一定的风压。新空气由机壳的中心进入补充。从理论上讲,鼓风机的压力-流量特性曲线是一条直线,但由于风机内部存在摩擦阻力等损失,实际的压力与流量特性曲线随流量的增大而平缓下降,对应的风机的功率-流量曲线随流量的增大而上升。当风机以恒速运行时,风机的工况点将沿压力-流量特性曲线移动。风机运行时的工况点,不仅取决于本身的性能,而且取决于系统的特性,当管网阻力增大时,管路性能曲线将变陡。风机调节的基本原理就是通过改变风机本身的性能曲线或外部管网特性曲线,以得到所需工况。

2.结构

鼓风机的主要部件有蜗壳、集流器和叶轮。

集流器可以将气体导向叶轮,叶轮入口气流状况是由集流器的几何形状来保证的。集流器的形状有很多种,主要是筒形、锥形、筒锥形、弧形、筒弧形、弧锥形等。

叶轮一般由轮盖、轮盘、叶片、轴盘四大部件组成,按照叶轮的出口不同的安装角度,可分为径向、前向和后向三种。叶轮是离心风机最重要的部分,由电机驱动,是离心叶轮机械的心脏,负责由欧拉方程所描述的能量传输过程,离心叶轮内部的流动受叶轮旋转和表面曲率的作用还伴有脱流、回流和二次流现象,从而使得叶轮内的流动变得十分复杂。叶轮内部流动状况,直接影响着整级乃至整机的气动性能和效率。

蜗壳主要是用来收集从叶轮出来的气体,同时可以通过适度降低气体速度将气体的动能转化为气体的静压能,并引导气体流出蜗壳出口。鼓风机作为流体叶轮机械,从其内部流场研究入手来提高其整机性能与工作效率,是非常有效的方法。

3.特点

鼓风机是一种通过叶轮旋转产生压缩气流的风机,其特点是风量小、风压大,通常用于需要小面积高效散热的场合,

EC风机

1.概述

EC风机指采用数字化无刷直流外转子电机的离心式风机或采用了EC电机的离心风机。

2.原理

无刷直流电机由于省去了励磁用的集电环和电刷,在结构上大大简化。同时不但改善了电机的工艺性,而且电机运行的机械可靠性大为增强,寿命增加。同时气隙磁密可大大提高,电机指标可实现最佳设计,其直接效果就是电机体积缩小,重量减轻。

较其它电机而言,还具有非常优异的控制性能。

a)由于永磁材料的高性能而使电机的力矩常数、转矩惯量比、功率密度等大大提高。通过合理设计又能使转动惯量、电气及机械时间常数等指标大大降低,作为伺服控制性能的主要指标有了很大改善;

b)现代永磁磁路的设计已较完善,加上永磁材料的矫顽力高,因而永磁电机的抗电枢反应及其抗去磁的能力大大加强,电机的控制参量随外部扰动影响大大减小;

c)由于用永磁体取代了电励磁,减少了励磁绕组及励磁磁场的设计,因而减少了励磁磁通、励磁绕组电感、励磁电流等诸多参数,从而直接减少了可控变量或参量。综合以上各因素可以说永磁电机具有优异的可控性。

3.特点

a)采用高效节能的外转子电机技术,能耗降低50%以上;

b)在不同负载下,电机的转速和功率可以精确控制,能效更高;

c)噪音小,可靠性高,运行寿命长;

d)适应性强,具有灵活性,可适用于各种通风环境和应用场景。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注