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3010散热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。本篇就对用户产品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。

用户产品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用户产品的重要步骤。

3010散热风扇作用：

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。

风扇是用户产品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。风扇在用户产品中的职责为：凭借自身的导流作用，令空气以一定的速度、一定的方式通过用户产品，利用空气与用户产品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。

用户产品即使结构再复杂，也只是一个被动的热交换体；因此，用户产品能否正常“工作”，几乎完全取决于风扇的工作状态。在不改变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，则会使用户产品效能大打折扣，令用户产品与整体设计上的优点被埋没于无形；更有甚者，由于风扇是用户产品中唯一确实“工作”的部分，它本身的故障也就会导致用户产品整体的故障，令其丧失大部分的性能，进而引起系统的不稳定或当机，甚至因高温而烧毁设备

规格：

要为产品选择合适的风扇，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

3010散热风扇相关元素：
与底面尺寸息息相关的数据为过风面积（风扇底面积减去外框与电机占据部分所占面积的结果），进一步则影响到风扇的重要性能指标“风量”。拥有更大的底面尺寸，一般就可以获得更大的过风面积，在风速相当的情况下，将获得更大的风量；反过来考虑，就可以降低风速却不减少风量，采用“大口径”风扇也是目前用户产品发展的大趋势之一。

增加风扇的高度有利于增大风扇功率、加大扇叶面积，都可以增强风扇的性能；有些风扇也会利用增加的高度在外框上添加导流片或改变扇叶旋转面方向（即非轴流风扇）等，后文将较详细说明。

用户在选择风扇时，尺寸规格方面需要考虑的问题主要有：
1.能否与用户产品实现良好的结合，主要取决于底面的尺寸规格；
2. 用户产品能否正常安装，主要取决于风扇增加的体积是否会与其它设备或整体空间冲突；
3.风扇能否为用户产品提供合适的气流，尺寸规格的改变可能会影响风扇气流的覆盖范围、走向等；但具体影响较为复杂，且涉及到多方面的因素，将在后文中相关部分分别说明。

3010散热风扇风速：

风速是风扇重要的性能指标之一，与最重要的两项性能指标之一风量关系密切。

风速即风扇出风口或进风口的空气流动速度，单位一般为m/s；仅是某一位置的速度数值，不能完全体现风扇的性能。风速在不同位置数值可能有较大差异，且平均值难以计算，一般不用来表示风扇的性能，仅在详细设计分析中才会使用。

相关元素：
风速的高低主要取决于扇叶的形状、面积、高度以及转速。扇叶形状设计、面积、高度的影响较为复杂，将在后文说明；风扇转速越快，风速越快，则是显而易见的常识，无需赘述^_^。

风速的高低会影响到风量以及噪音的大小。同样的过风面积，风速越高，风量越大；气流之间、空气与扇叶、外框、散热片之间的摩擦都会产生噪音，同样的风扇、散热片设计，噪音必然会随着风速的提升而增大。

由于一般并不会作为风扇类产品的性能参数被标示出来，用户选择风扇时不会见到，也就谈不上注意事项了。

3010散热风扇风量：

风量是风扇最重要的两项性能指标之一。

风量即单位时间内通过风扇出风口（或进风口）截面的空气体积，单位一般为cfm，即立方英尺每分-cubic feet per minute，或cmm，即立方米每分- cubic metres per minute。风量是风扇性能的整体衡量指标，不受到尺寸、结构、方式的限制，也不限于直流无刷风扇，可适用于任何空气导流设备。

相关元素：
风量＝平均风速 x 过风面积。可见，风扇风量的大小基本取决于风速的高低与过风面积的大小。过风面积相同，风速越高，风量越大；风速相同，过风面积越大，风量越大。

用户产品是依靠空气吹过产品，利用热交换带走用户产品上堆积热量的。显然，采用同样的产品结构与空气流动方式，单位时间内通过的空气越多，带走的热量也就越多。因此，其它条件不变的情况下，可以说实际风量对用户产品效果起着决定性的作用。

3010散热风扇风压：

风压是风扇最重要的两项性能指标之一。

风压即风扇能够令出风口与入风口间产生的压强差，单位一般为mm（cm） water column，即毫米（厘米）水柱（类似于衡量大气压的毫米汞柱，但由于压强差较小，一般以水柱为单位）。风压是衡量风扇“强劲”程度的重要指标，如果将风量比作一把武器的挥击力量，那么风压就是这把武器的锋利程度。

相关元素：
风压主要取决于扇叶的形状、面积、高度以及转速，前三者的影响较为复杂，于转速的关系则简单直接——转速越快，风压越大。

风压直接的影响到风扇的送风距离。风扇出口到用户产品底部看来只有短短的几厘米，但考虑到复杂、密集的散热鳍片的影响，要令气流有效地覆盖用户产品整体并非想象中那么简单。用户产品设计过程中虽然会尽量避免产生过大的风阻，但为了保证充足的散热面积，对风压提出一定要求也是在所难免。

风压既然是风扇最重要的两项性能指标之一，选择风扇时自然要特别注意。如果配合片状鳍片+风道式设计的用户产品，一般不需太大的风压，即可保证空气顺畅流动，达到预期效果；如果配合典型的平行片状鳍片+顶吹式设计的散热片，则要根据鳍片的密度和高度、鳍片间风槽的形状和长度选择具有足够风压的风扇；如果配合Alpha或Swiftech等密集柱状鳍片+顶吹式设计的产品，就需要风扇具有较大的风压。风扇与用户产品组合结构等的详细分析请见第三部分。

3010散热风扇转速：

转速是风扇各项性能指标的根本决定因素之一。

转速即风扇扇叶在单位时间内旋转的周数，单位一般为rpm，即rounds per minute-转每分。转速是风扇最容易测量的参数，高转速是各种“暴力”风扇力量的源泉，也是大噪音的根源。

相关元素：

转速基本上取决于风扇采用的电机性能。

只要确定了风扇的物理规格、结构，各种性能就全部由转速决定。转速可以影响到风速、风量、风压、噪音、功率，甚至使用寿命。转速越高，风扇性能越强，即风速越快，风量越大，风压越大；同时，转速高，摩擦、振动就多、噪音就大，轴承等损耗设备的寿命就短；转速提高，电机消耗功率增大也是必然结果。

风扇产品就算不标明风量、风压，也都会标明额定转速；一些对各种风扇比较熟悉的玩家更是可以根据一款风扇的尺寸规格、扇叶形状以及转速判断出它的性能。对几种常见尺寸规格的普通轴流风扇略加说明：

1.边长6cm，转速约3500rpm可获得尚可的风量及可接受的噪音，低于此转速则可能因风量不足而影响散热效果；进一步提高转速至约5000rpm，可获得不错的风量与风压，但噪音急剧增加；转速超过6000rpm便可列入“暴力”扇之列。

2.边长7cm，转速约2500rpm可获得尚可的风量及较低的噪音，低于此转速则可能因风量不足而影响散热效果；进一步提高转速至约4000rpm，可获得较大的风量与风压，但噪音急剧增加；转速超过5500rpm便可列入“暴力”扇之列，效果略强于6cm“暴力”扇。

3.边长8cm，转速约2000rpm即可获得不错的风量及很低的噪音，即便低于此转速也可保证尚可的风量，充分体现了大口径风扇的优势；进一步提高转速至约3000rpm，可获得相当不错的风量与风压，噪音仍然较低；转速超过5000rpm便可列入“暴力”扇之列，噪音急剧增加，挑战人耳的忍耐极限。

4.边长12cm，转速约1200rpm即可获得不错的风量及很低的噪音，低于此转速虽然风量尚可，但风压较弱，所幸多用于液冷散热排等风道式散热片，用于计算机开关电源散热则对空气流动设计提出了一定要求；进一步提高转速至约1500rpm，即可获得较大的风量，噪音仍可接受；转速超过2000rpm，便可获得颇大的风量，风压尚可，碍于扇叶较大等不利条件，噪音会急剧增加。

9cm（边长92mm）轴流风扇扇叶尺寸与过风面积较8cm增加不多，但可在同等的风量下较8cm风扇噪音更低，受到了小范围的青睐，不过并不常见。

另一种较常见散热风扇——出风口边长8cm的涡轮风扇：

转速约1500rpm即可获得不错的风量及较低的噪音，低于此转速则可能因风量不足而影响散热效果；进一步提高转速至约2500rpm，可获得不错的风量，且风压较大，噪音勉强可接受；转速超过3500rpm便可列入“暴力”扇之列，由于特殊的设计结构，噪音已可与8cm轴流“暴力”扇比肩，挑战人耳的忍耐极限。

3010散热风扇寿命：

寿命是风扇在长期使用中不得不关注的一项指标。

寿命即风扇可以无故障使用的时间，单位一般为千小时。我们花费金钱购买的风扇，自然希望它的正常工作时间越长越好，至少也要在散热器的使用期内正常工作。

相关元素：

只要没有意外损坏，风扇的寿命便主要取决于轴承寿命、定子绕组线圈寿命、电子元件寿命三者。轴承寿命根据不同的设计类型与工作强度，在1000～300000小时之间。定子绕组线圈寿命在正常环境中使用一般可达几十万，甚至几百万小时以上；环境恶劣，如高温、低温、温差大、湿度大等，则可能大幅缩短。电子元件寿命较定子绕组线圈寿命更长，但易受环境温度影响，尤其高温可大幅度缩短电子元件寿命。根据众所周知的挡水板（或瓶颈）原理，风扇的寿命决定于三者中最短的轴承寿命。风扇的使用寿命还会受到工作负荷的影响：转速越高的风扇，其轴承磨损也就越快，定子绕组线圈与电子元件发热也就越多，寿命必然缩短。这正是在并没有静音需求的服务器电源领域广泛采用温控风扇的原因——合理减轻风扇工作负荷，延长使用寿命。

除了风扇本身设计、选材的基本决定因素，正如上文所述，使用环境也会对风扇寿命造成重要影响。高温会加快含油轴承中润滑液的挥发，令器件膨胀增加摩擦，令线圈电阻增大，陷入发热增加温度升高的恶性循环，加快电子元件老化。剧烈的温度变化会令器件发生形变，令线圈剧烈收缩而崩断，令半导体元件工作点漂移。灰尘会令扇叶质量分布改变，增加摩擦，增大风阻，影响自身散热，阻碍散热片与空气进行热交换，产生静电放电损坏元件与设备。恶劣的使用环境可能令风扇的效果大打折扣，且寿命大减。

为散热器或其它设备搭配风扇时，可参考预期使用时间（年数、天数等）与工作强度（每日工作时间）选择足够“长寿”的产品。下例粗略估算一下：正常环境下，一款寿命为10000小时的风扇，作为计算机散热系统的组成部分，每天随计算机工作10小时，可无故障使用1000天，即接近3年时间，基本可以满足需要。如果开机后持续运行（服务器等使用环境），则可无故障使用约417天，不足14个月，显然不是理想的选择，而应根据服务器预期使用时间，选择寿命更长的产品，比如大于40000小时的。此外，应根据环境条件适当“打折”。如前例中寿命10000小时的风扇如果在灰尘较大的环境使用，就应改折损为6000小时左右。故实际应选择寿命为15000小时以上的产品。

节省电能，降低能源消耗，节约生产成本，节电率达到20%以上。
节能：  

提高电网功率因数，节省就地补偿装置，电网功率因数可较大幅度的提高。
 平滑启动，消除启动时的大电流冲击，启动时电机电流可限制在其额定电流的120%以内。
 减轻电机轴承等运动部件的磨损程度，延长其使用寿命。
 具有完善的保护和自保护功能保证设备安全运行。
 设备故障率下降，可靠性提高，减少备品备件消耗，数码智能控制，具有强大的自变功能，适时动态调节，自动适应负载工况的变化，无需人工调整。
 省电、节电切换，风机、空压机、水泵智能控制节电器具有完善的市电、节电转换功能，特殊情况下，节电调速器发生故障，可以切换到市电运行，不会影响设备的正常运行。