散热风扇是工作时叶片推动空气以与轴相同的方向流动的风扇。这种按叶片推动空气的方向跟轴的方向的分类方式,可以把散热风扇分为:轴流风扇、离心风扇、横流风扇、混流风扇。
散热风扇最常用的就是轴流风扇,风机向下吹风,轴流风扇因为综合效果好且成本低廉。还有将轴流风扇的方向反过来,变成向上抽风的形式,这种方式似乎变得越来越常见。 两种送风形式的差别在于气流形式的不同,鼓风时产生的是紊流,风压大但容易受到阻力损失;抽风时产生的是层流,风压小但气流稳定。理论上说,紊流的换热效率比层流大得多,因此才成为主流设计形式。但是在某些散热片设计中,气流受散热片阻碍很大,此时采用抽风可能会有更好的效果。
如何判断选择使用哪种送风方式呢?当设备中热量比较分散且分布比较均匀、冷却表面的风阻比较小的情况下,通常采用抽风冷却;当设备中热量分布不均匀,风阻较大,元件较多的情况下,通常采用鼓风冷却。必要时可将风扇提高风压、增大风量使用。
横流风扇叶轮为多叶片,当叶轮旋转时,气流从叶轮开口处进入叶栅,通过叶轮内部,从叶栅的另一侧排入蜗壳,形成工作气流。叶轮内部流动很复杂,速度场不稳定。叶轮内有一个漩涡,中间位于蜗壳舌附近。涡流的存在使叶轮的输出端产生循环流动。在涡外,叶轮内部的流线呈弧形。因此,叶轮外周各点的速度不一致。离涡中间越近,速度越大,离壳越近,速度越小。风机出口气流的速度和压力不均匀,故风机的流量系数和压力系数均为平均值。涡流位置对横流风机的性能有很大的影响。涡中间靠近叶轮内周,靠近蜗壳舌,风机性能较好;涡中间远离涡舌,循环流动面积增大,风机效率降底,流动不稳定性增加。
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