北京直流风扇 60cm机箱风扇尺寸 6025方形排风扇
散热风扇常见技术知识
散热风扇常见技术指标解析
转 速:
转速指风扇旋转的速度,通常以1分钟内转动的圈数来衡量,即:rpm。转速与机电绕线匝数、线径、扇叶叶轮外径与底径,叶片形状及所用轴承等因素有关,转速增大,风量相应增大。
转速值的大小,在一定程度上代表了风量的大小,在条件一定时,转速越大,则噪音及振动会相应加大,因此,在风量满足散热要求的情况下,应尽量使用低转速风扇。一般转速大小(以DC轴流风扇为例):2510风扇7000~12000rpm;3010风扇5000~9000rpm;4010风扇5000~7000rpm;5010风扇3500~5000rpm;6025风扇2600~4500rpm;7025风扇2400~3600rpm;8025风扇2000~3500rpm;9225风扇1600~3100rpm;12025风扇1500~2500rpm;12038风扇2000~3200rpm。
风扇规格的选择:
3-2﹞单滚珠防尘结构 【一个滚珠轴承(Bearing)+含油轴承(Sleeve)+S420 铁轴心+防尘结构设计】
3-3﹞防尘液压顶心定磁风扇【回油槽含油轴承(Sleeve)+S420 铁轴心+防尘结构设计】
3-4﹞防尘液压磁悬浮风扇【回油槽含油轴承(Sleeve)+S420 铁轴心+防尘结构设计】
风扇篇
风扇篇:
对于风冷散热器,风扇是如此的“至关重要”。那么,我们又应通过哪些方面的数据来衡量一款风扇的品质呢?
规格:
为因应不同地区不同客户的需求,我们有义务知道客户如何选择适当风量,兹将风量选择方法,介绍如下:
启动电压与死角问题
认识风扇启动电压:
产品简介
商品属性
风扇型号
风扇尺寸
电压
启动电压
电流
功率
转速
风量
静压
燥音
重量
转速
轴承
V
V
A
W
RPM
CFM
mmH20
dba
g
代码
形式
GBF6025
60×60×25mm
5
2.5
0.23
1.15
3100
16.81
2.86
26.5
53
L
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
12
6
0.06
0.72
1600
8.43
0.84
20.83
53
X
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
12
6
0.08
0.96
2400
12.65
1.46
23.94
53
L
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
12
6
0.12
1.44
3200
16.86
3.04
26.4
53
M
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
12
6
0.14
1.68
4000
21.08
4.7
29.32
53
H
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
12
6
0.25
3
4800
25.3
6.6
32.24
53
D
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
24
12
0.07
1.68
2400
12.65
1.46
23.94
53
L
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
24
12
0.1
2.4
3200
16.86
3.04
26.4
53
M
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
24
12
0.12
2.88
4000
21.08
4.7
29..32
53
H
含油/滚珠
GBF6025
60×60×25mm
24
12
0.2
4.8
4800
25.3
6.6
32.24
53
D
含油/滚珠
决定风扇最终散热性能的因素很多,主要包括风量、转速、噪音、使用寿命长短、采用何种扇叶轴承等。
风量
风量是指风冷散热器风扇每分钟排出或纳入的空气总体积,如果按立方英尺来计算,风量单位就是CFM;如果按立方米来算,就是CMM。散热风扇经常使用的风量单位是CFM(约为0.028立方米/分钟)。
风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然,风量越大的散热风扇其散热能力也越高。这是因为空气的热容比率是一定的,更大的风量,也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然,同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。
风量和风压
风量和风压是两个相对的概念。一般来说,在厂商节约成本的考量下,要设计风扇的风量大,就要牺牲一些风压。如果风扇可以带动大量的空气流动,但风压小,风就吹不到散热器的底部(这就是为什么一些风扇转速很高,风量很大,但就是散热效果不好的原因),相反地,风压大则往往意味着风量就小,没有足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。
风扇转速
风扇转速是指风扇扇叶每分钟旋转的次数,单位是rpm。风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇叶的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。转速和风扇质量没有必然的联系。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量,也可以通过外部进行测量(外部测量是用其它仪器看风扇转的有多快,内部测量则直接可以到BIOS里看,也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些)。
随着应用情况与环境温度的变化,有时需要不同转速风扇来满足需求。一些厂商特意设计出可调节风扇转速的散热器,分手动和自动两种。手动的主要是让用户可以在冬天使用低转速获得低噪音,夏天时使用高转速获得好的散热效果。自动类调温散热器一般带有一个温控感应器,能够根据当前的工作温度(如散热片的温度)自动控制风扇的转速,温度高则提高转速,温度低则降低转速,以达到一个动态的平衡,从而让风噪与散热效果保持一个最佳的结合点。
风扇噪音
除了散热效果之外,风扇的工作噪音也是人们普遍关注的问题。风扇噪音是风扇工作时产生杂音的大小,受多方面因素影响,单位为分贝(dB)。测量风扇的噪声时需要在噪声小于17dB的消音室中进行,距离风扇一米,并沿风扇转轴的方向对准风扇的进气口,采用A加权的方式进行测量。风扇噪声的频谱特性也很重要,因此还需要用频谱仪记录风扇的噪声频率分布情况,一般要求风扇的噪声要尽量的小,而且不能存在异音。
风扇噪音与摩擦力、空气流动有关。风扇转速越高、风量越大,造成的噪音也会越大,另外风扇自身的震动也是不可忽视的因素。当然高品质的风扇的自身震动会很小,但前面两个者却是难以克服的。要解决这个问题,我们可以尝试使用尺寸较大的风扇。应在在风量相同的情况下,大风扇在较低转速时的工作噪声要小于小风扇在高转速时的工作噪声。另外一个我们容易忽略的因素是风扇的轴承。由于风扇高速转动时转轴和轴承之间要摩擦碰撞,所以也是风扇噪声的一个主要来源。
风扇噪音的来源有:
1.振动
假如风扇转子转动时转子的物理质心与转轴惯性中心不在同一轴上,便会造成转子的不平衡。转子的物理质心与转轴惯性中心的最近距离称为偏心距,转子不不衡造成偏心距,当转子转动时由于离心力的作用产生一作用力于转轴支架而形成振动,且振动经由基路径传递到机械各部份。
2.风噪
风扇工作时,由于叶片周期性地承受出口不均匀气流的脉动力作用,产生噪声;另一方面,由于叶片本身及叶片上压力的不均匀分布,转动时对周围气体及零件的扰动也构成旋转噪声;此外由于气体流经叶片时产生湍流附层面、旋涡及旋涡脱离,引起叶片上压力分布的脉动而产生涡流噪声。这三种原因所引起的噪音可以综合性地称为“切风噪音”,一般风量风压大的风扇,其切风噪声也较大。
3.异音
风噪听起来只有单纯的风声,而异音则不同,风扇运转时,除风声外,若还有其它声音发出,即可判断风扇出现了异音。异音可能因轴承内有异物或变形,以及组装不当而出现碰撞,或电机绕组缠绕不均,造成松脱,都可能产生异音。
风扇的使用寿命
风扇的使用寿命是指散热器产品正常工作的无故障工作时间,优质产品的使用寿命一般都能达到几万小时。在价格和性能差不多的情况下,选择使用寿命长的产品显然更能保护我们的投资。
1,扇框外型尺寸的选择:
1-1﹞【长25×宽25×厚10mm】:行业简称2510
1-2﹞【长40×宽40×厚20mm】:行业简称4020
1-3﹞【长60×宽60×厚15mm】:行业简称6015
1-4﹞【长80×宽80×厚25mm】:行业简称8025
1-5﹞【长120×宽120×厚25mm】:行业简称12025
1-6﹞12032【长120×宽120×厚32mm】:行业简称12032 等
1-7) 以上风扇外型尺寸都有不同的螺丝孔距和螺丝孔径之分
如上图所示说明: 风扇外型尺寸为此60×60×15mm(简称谓6015 风扇),螺丝径为Ф4.4mm,孔距为50.0mm。
2, 扇框和扇叶塑胶材料及颜色选择:
2-1)扇框+扇叶: 为PBT 原料白色(塑胶热变形温度230℃)
2-2)扇框+扇叶: 为PBT 原料黑色(塑胶热变形温度230℃)
2-3)扇框+扇叶: 为PC 原料透明(塑胶热变形温度120℃)
2 -4)扇框+扇叶: 为PC 原料加不同色粉形成外观颜色等(塑胶热变形温度120℃)
3,风扇机械轴承系统的选择:
3-1﹞双滚珠防尘结构【2 个滚珠轴承(Bearing)+S420 铁轴心+防尘结构设计】
防尘结构设计
◆优点:
a) 风扇运转转速较稳定,风扇安装不同的位置方面不会改变风扇的转速
b) 相对使用寿命较长
C) 生产加工装配容易
◆ 缺点
a) 成本较高
◆ 优点:
a) 风扇运转转速较稳定,风扇安装不同的位置方面不会改变风扇的转速
b) 相对使用寿命适中
◆ 缺点
a) 成本高
b) 加工难度要求高,制程及使用过程中易产生异音
含油轴承顶心设计
回油系统设计防尘结构设计固态磁体
◆ 优点:
a) 成本偏高
b) 相对使用寿命适中
C) 内外防尘设计,定磁顶心运转及内部回油循环系统设计,延长风扇使用寿命
◆ 缺点
a) 加工难度精度要求相当高
防尘结构设计
含油轴承
S420轴心
密封结构
回油槽没计
◆ 优点:
a) 成本适中
b) 相对使用寿命适中
C) 内外防尘设计,内部回油循环系统设计,延长风扇使用寿命
◆ 缺点
a) 加工难度精度要求相当高
4-1)线材规格型号
常规分线:
● UL1007 24AGW 线材等级:80℃,300V, 最大导体阻抗 28.3Ω/KFT,20℃
● UL1007 26AGW 线材等级:80℃,300V, 最大导体阻抗 45.2Ω/KFT,20℃
● UL1095 28AGW 线材等级:80℃,300V, 最大导体阻抗 6.64Ω/KFT,20℃
● UL1571 28AGW 线材等级:80℃,30V, 最大导体阻抗 6.64Ω/KFT,20℃
常规并线
● UL2468 24AGW 并线线材等级:80℃,300V, 最大导体阻抗28.3Ω/KFT,20℃
● UL2468 24AGW 并线线材等级:80℃,300V, 最大导体阻抗45.2Ω/KFT,20℃
● UL1095 28AGW 并线线材等级:80℃,300V, 最大导体阻抗 6.64Ω/KFT,20℃
4-2)常用端子规格型号
JST 2.5(2P) JST 2.5(3P) 2510(2P) 2510(3P) JST 2.0(2P)
JST 2.0(3P)
Molex1.25(2P)
Molex1.25(3P) Molex5264(3P) 杜邦2.54(3P)
SMH250(2P) AMP MAT-100
4-3)导线长度表示方式
导线长度 焊锡长度
有端风扇的导线长度算法及标示 无端风扇的导线长度算法及标示
散热风扇介绍
风扇并不是什么稀奇的东西,在日常生活中早已司空见惯,具有导流、换气、散热等各种用途。本篇就对风冷散热器中使用的风扇类型为直流无刷风扇-DC
Brushless Fan(下文如无特别说明,简称“风扇”)略加介绍。
风冷散热器中使用的典型风扇外形是一个底面为正方形的扁柱体,四角留有安装所需的固定孔位,直流电机通过支架固定在外框上,扇叶与转子连接在一起,通过轴承安装在电机主体之上。一些“非典型”的风扇采用了较特殊的形状与设计,但整体结构与此并无太大差异。
看似简单的结构,其中却有不少的学问;对风扇各种相关知识的了解也是了解风冷散热器的重要步骤。
作用:
风扇是被动式空冷散热器与主动式风冷散热器的本质区别,没有风扇便不能称之为风冷散热器。一些用户也习惯于将整个风冷散热器称为风扇,可见其地位是何等显要。
风扇是风冷散热器中必不可少的组成部分,对散热效果起着至关重要的作用,是散热器中唯一的主动部件;同时,更对散热器的工作噪音有着决定性的影响。风扇在风冷散热器中的职责为:凭借自身的导流作用,令空气以一定的速度、一定的方式通过散热片,利用空气与散热片之间的热交换带走其上堆积的热量,从而实现“强制对流”的散热方式。
散热片即使结构再复杂,也只是一个被动的热交换体;因此,一款风冷散热器能否正常“工作”,几乎完全取决于风扇的工作状态。在不改变散热器结构与其它组成部分的情况下,仅仅是更换更加合适、强劲的风扇,也可以令散热效果获得大幅度的提升;反之,如果风扇搭配不合适或不够强劲,则会使风冷散热器效能大打折扣,令散热片与整体设计上的优点被埋没于无形;更有甚者,由于风扇是风冷散热器中唯一确实“工作”的部分,它本身的故障也就会导致散热器整体的故障,令其丧失大部分的散热性能,进而引起系统的不稳定或当机,甚至因高温而烧毁设备
衡量一款风扇的品质,最重要的两个方面为性能与寿命,其次便是越来越受到关注的工作噪音;此外,关系到能否正常使用,还必须注意风扇的规格与功率。
要为散热器选择合适的风扇,首先注意到的,也是必需注意的,就是风扇的尺寸规格。
风扇的尺寸规格有一套统一的标准,只要依照此套标准就可以保证与散热片或其它接口、支架之间的正常安装。尺寸规格通常用一个4位数字来描述,例如:2510、4028、6015、8025、1238等。4位数字的前两位25、40等代表风扇正方形底面的边长,单位为毫米;后两位10、28、30等则代表柱体的高度,即风扇的厚度,单位同为毫米。特别说明:92XX系列的风扇边长为92mm,但通常称作9cm;12XX或17XX系列的风扇并非12mm或17mm边长,而是12cm或17cm;常用直流无刷风扇的边长最小为25mm,而大于99mm的风扇通常舍去最低位,数值以cm为单位。下图为一款6015风扇的详细规格:
首先必须了解一些已知条件:
1卡等于1g重0℃的水使其温度上升1℃所需的热量。
1瓦特的功率工作1秒钟等于1焦耳
1卡等于4.2焦耳
空气的定压(10mmAq)比热(Cp)=0.24(Kcal/Kg℃)
标准状态空气:温度20℃、大气压760mmHg,温度65%的潮湿空气为标准空气,此时单位体积空气的重量(又称比重量)为1.2Kg/
m3
CMM、CFM都是指每分钟所排出空气体积,前者单位为立方米/每分;后者单位为立方英尺/每分。1CMM=35.3CFM
1.得知:风扇总排出热量(H)=比热(Cp)×重量(W)×容器允许温度(△Tc)
因为:重量W=(CMM/60)×D=单位时间(每秒)体积乘以密度
=(CMM/60)×1.2Kg/
m3
=(Q/60)×1.2Kg/
m3
所以:总热量(H)=0.24(Q/60)×1.2Kg/
m3×△Tc
2.电器热量(H)=(P【功率】t【秒】)/4.2
3.由1、2得知:0.24(Q/60)×1.2Kg/
m3×△Tc=(P×t)/4.2
Q=(P×60)/1200×4.2×0.24×△Tc
Q=0.05P/△Tc………………………………………(CMM)
=0.05×35.3P/△Tc=1.76 P/△Tc……………(CFM)
4.换算华氏度数为:Q=0.05×1.8P/△Tf=0.09P/△Tf……………(CMM)
=1.76×1.8P/△Tf=3.16P/△Tf……………(CFM)
例1:有一电脑消耗功率150瓦,风扇消耗5瓦,当地夏季气温最高30℃,设CPU允许工作60℃,所需风扇风量计算如下:
P=150W+5W=155W;△Tc=60-30=30
Q=0.05×155/30=0.258CMM=9.12CFM(为工作点所需风量)
例2:有一SWITCHING电源供应器消耗功率250瓦,风扇消耗20瓦,当地夏季气温最高55℉,设该供应器允许工作95℉,所需风扇风量计算如下:
P=250W+20W=270W;△Tf=95-55=40
Q=0.09×270/40=0.6075CMM=21.44CFM(为工作点所需风量)
有那些因素影响启动电压?启动电压意即风扇最低运转工作电压,是比较风扇优劣的一项特性,通常净摩擦系数较低的风扇,以及配套较低工作电压的霍尔IC才能使风扇于较低电压启动。
影响风扇启动电压的因素,有:
1.绕线设计是否恰当。 2.矽钢片磁滞损失大小。 3.霍尔IC的最低工作电压。
4.橡胶磁铁的充磁强度。5.扇叶的重量。 6.轴承的摩擦系数高低。
7.是否有反向保护二极管。8.电晶体放大倍数高低。 9.电晶体饱和电压高低。
认识风扇死角:
哪些因素造成风扇死角?所谓风扇死角是指风扇置于某些角度情况下不能依规定电压启动。测试方法就是将风扇各极依序调整置于霍尔IC之前,然后将电压缓慢调高直到启动,若各极在小于规定电压值之前启动,代表合格,若有高低差异,启动电压超出规定者,称为死角。
影响风扇启动电压的因素,有:
1.橡胶磁铁各极充磁不均。 2.霍尔IC感应灵敏度太差。 3. 橡胶磁铁充磁磁场太弱。
[外观尺寸]:80×80×25mm
[额定电压]:DC24V
[电压范围]:DC10.0V-14.0V
[输入功率]:1.7W
[额定转速]:3000r.p.m
[温度范围]:-10...60oC
[预计寿命]:25°C时L10预计寿命30000小时
[轴承结构]:油封含油轴承
[旋转方向]:风从支架处排出,面对转子逆时针旋转
[接线方式]:+红色-黑色
[最大风量]:67.9 m3/h
[电机保护]:堵转锁流保护,扇叶卡死时电流归零
[最小风压]:0...45 Pa
[噪音指标]:33 dB(A)
[材质材料]:玻璃纤维强化塑料,PBT外壳,PA叶片,有环保认证
[功能说明]:电子换向外转子直流风扇,完整的电子换向部件
[产品认证]:可提供CE 等认证
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