風(fēng)扇的基本定律及噪音的評(píng)估方法
? 風(fēng)扇定律
? 風(fēng)扇的噪音問(wèn)題
? 風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音與風(fēng)扇的工作點(diǎn)或風(fēng)量有直接關(guān)系，對(duì)于軸流風(fēng)扇在大風(fēng)量，低風(fēng)壓的區(qū)域噪音最小，對(duì)于離心風(fēng)機(jī)在高風(fēng)壓，低風(fēng)量的區(qū)域噪音最小，這和風(fēng)扇的最佳工作區(qū)是吻合的。注意不要讓風(fēng)扇工作在高噪音區(qū)。
? 風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口受阻擋所產(chǎn)生的
噪音比其出風(fēng)口受阻擋產(chǎn)生
的噪音大好幾倍，所以一般
應(yīng)保證風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口離阻擋物
至少30mm的距離，以免產(chǎn)生
額外的噪音。
? 對(duì)于風(fēng)扇冷卻的機(jī)柜，在標(biāo)
準(zhǔn)機(jī)房?jī)?nèi)噪音不得超過(guò)55dB，
在普通民房?jī)?nèi)不得超過(guò)65dB。
? 風(fēng)扇的噪音問(wèn)題
? 對(duì)于不得不采用大風(fēng)量，高風(fēng)壓風(fēng)扇從而產(chǎn)生較大噪音的情況，可以在機(jī)柜的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、前后門(mén)內(nèi)側(cè)、風(fēng)扇框面板、側(cè)板等處在不影響進(jìn)風(fēng)的條件下貼吸音材料，吸音效果較好的材料主要是多孔介質(zhì)，如玻璃棉，厚度越厚越好。
? 有時(shí)由于沒(méi)有合適的風(fēng)機(jī)而選擇了轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)機(jī)，在保證設(shè)計(jì)風(fēng)量的條件下，可以通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)的電壓或其他方式降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而降低風(fēng)扇的噪音。相應(yīng)的噪音降低變化按下式計(jì)算：
N2 = N1 + 50 log10 (RPM2/RPM1)
? 風(fēng)扇的噪音問(wèn)題
? 【案例】：一電源模塊采用一個(gè)軸流風(fēng)扇進(jìn)行冷卻，為了有效抑止噪音，要求風(fēng)扇只有在監(jiān)控點(diǎn)的溫度高于85℃才全速運(yùn)轉(zhuǎn)，其余情況風(fēng)扇必須半速運(yùn)轉(zhuǎn)。已知風(fēng)扇全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速為2000RMP，噪音為40db，求在半速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)扇的噪音為多少？如果已知全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)扇的工作點(diǎn)為(50CFM,0.3IN.H2O)，試求風(fēng)扇在半速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作點(diǎn)。
解：根據(jù)風(fēng)扇定律
N2 = N1 + 50 log10 (RPM2/RPM1)
＝40＋50 log10 (1000/2000) ＝24.9db
P2 =P1 (RPM2/RPM1)2
＝0.3(1000/2000)2=0.075 IN.H2O
CFM2 = CFM1 (RPM2/RPM1)
＝50(1000/2000)=25CFM
? 海拔高度對(duì)自然冷卻條件的熱設(shè)計(jì)要求
對(duì)于自然對(duì)流，其傳熱機(jī)理是由于冷卻空氣吸熱后其密度減小，迫使重力場(chǎng)中的空氣上升而形成冷熱空氣的對(duì)流而產(chǎn)生熱量傳遞。由于隨著海拔高度的增加，空氣的密度逐漸減小，空氣上升的能力也就減少，自然對(duì)流換熱的能力減弱。自然對(duì)流換熱能力的變化最終體現(xiàn)在對(duì)流換熱系數(shù)的變化上，根據(jù)美國(guó)斯坦伯格的經(jīng)驗(yàn)公式，如果忽略空氣溫度的變化，可按下式計(jì)算海拔高度對(duì)自然對(duì)流的影響強(qiáng)弱。
hc(高空)＝hc(海平面)(ρ高空/ρ海平面)0.5
=hc(海平面) (p高空/p海平面)0.5
hc(高空)，hc(海平面)－分別為高空及海平面的自然對(duì)流換熱系數(shù)，W/m.k
ρ高空，ρ海平面－分別為高空及海平面的空氣密度，Kg/m3
p高空，p海平面－分別為高空及海平面的空氣壓力，帕斯卡
海拔高度對(duì)熱設(shè)計(jì)的影響及解決對(duì)策
? 海拔高度對(duì)強(qiáng)迫冷卻條件的熱設(shè)計(jì)要求
海拔高度對(duì)強(qiáng)迫風(fēng)冷影響的機(jī)理是由于隨著海拔高度的增加，空氣密度減小，質(zhì)量流速減小，空氣分子間碰撞的概率降低，對(duì)流換熱能力減弱。同樣，強(qiáng)迫對(duì)流換熱隨海拔高度的變化最終體現(xiàn)在對(duì)流換熱系數(shù)的變化上，美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低于5000米以下的高空，如果忽略空氣溫度的變化，可按下式計(jì)算海拔高度對(duì)強(qiáng)迫風(fēng)冷換熱影響的強(qiáng)弱。
層流：hc(高空)＝hc(海平面)(ρ高空/ρ海平面)0.5
湍流： hc(高空)＝hc(海平面)(ρ高空/ ρ海平面)0.8
hc(高空)，hc(海平面)－分別為高空及海平面的強(qiáng)迫風(fēng)冷對(duì)流換熱系數(shù)，W/m.k
p高空，p海平面－分別為高空及海平面的空氣壓力，帕斯卡
? 自然對(duì)流時(shí)的解決對(duì)策
預(yù)先計(jì)算出海拔高度對(duì)自然對(duì)流換熱系數(shù)的影響大小，通過(guò)增加相應(yīng)的對(duì)流換熱面積來(lái)彌補(bǔ)高空換熱能力的減弱，按下式計(jì)算：
F對(duì)流(高空)＝ F對(duì)流(海平面)/(ρ高空/ρ海平面)0.5
? 強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)的解決對(duì)策
? 增大面積法
預(yù)先計(jì)算出海拔高度對(duì)自然對(duì)流換熱系數(shù)的影響大小，通過(guò)增加相應(yīng)的對(duì)流換熱面積來(lái)彌補(bǔ)高空換熱能力的減弱，按下式計(jì)算：
F對(duì)流(高空)＝ F對(duì)流(海平面)/(ρ高空/ρ海平面)0.5
? 提高風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速
RPM2/RPM1＝ ρ海平面/ρ高空
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