一些风扇的知识,大家在选购风扇的时候需要注意一下
风扇知识介绍风扇的尺寸
电脑刚刚跨入奔四时代时绝大部分的散热风扇尺寸还在8cm以下,但进入2005年以后,12cm风扇在PC中逐渐扩张领地,先是机箱风扇、电源风扇,随后走入高端CPU散热器。Intel TAC1.1机箱规范(俗称“38度机箱”)中机箱后排风扇的尺寸由万年不变的两个8cm换成了一个12cm,从此正式地给12cm风扇在机箱里安了家。
提到风扇尺寸我们一般用数字指代,如6010、8025、12038等。以四位数“6010”为例,“60”代表外框边长60mm,“10”代表厚度10mm。“12025”就是外框边长120mm、厚度25mm,也有取边长单位为cm,写作“1225”的。
一般来讲,我们衡量一款风扇好坏是从它的性能、工作噪音、寿命等方面进行评价。对于DIYer来说,外观、附加值等也成为衡量一款风扇是否优秀的标准。
性能
衡量一款风扇的性能最重要的两项指标就是这款风扇的风压和风量。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=平均风速×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。 风冷散热器是利用热交换带走散热片上堆积热量的。显然,采用同样的散热片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,可以说实际风量对风冷散热效果起着决定性的作用。
风压: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,风压直接影响到风扇的送风距离。对于那些比较厚重的散热器或者机箱风道风扇来说,一款风压大的风扇是必不可少的。
噪音
在现在的DIY领域里,玩家们越来越在乎PC整机的工作噪音,而噪音的最大来源之一就是风冷散热器。风冷散热器的工作噪音主要有三个来源:轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风噪。
1.轴承的摩擦与振动:不但产生噪音,而且影响性能,缩短器件寿命。
2.扇叶的振动:一般采用塑料制作的风扇扇叶具有一定的韧性,可以承受一定程度的物理形变,同样也会在推动空气过程中因受力发生振动,但幅度一般较小。另一种较为严重的振动则是由于扇叶质量分布不均,重心与旋转轴心存在偏心距所致。
3.风噪:流动的空气之间互相冲扰,与周围物体发生摩擦,叶片对气流的分离作用,周期性送风的脉动力等,都会产生噪音。空气流速越快湍流越多,往往风噪也越大,而且会随着风速的提高呈加速度增大。普通的轴流风扇会在扇叶与外框间的空隙处产生反激气流,产生较大风噪的同时,更会对风量造成不利影响。另外,同款风扇噪音与转速成正比,叶端间隙越小产生的噪音也越大。
寿命
风扇的寿命一般取决于轴承寿命、定子绕组线圈寿命、电子元件寿命三者。轴承在这三者之间是寿命最短的,也就是说一款风扇的轴承的工作寿命决定着风扇的寿命,轴承的类型又是决定轴承寿命的关键。
扇叶参数对性能的影响
这里介绍几个比较重要的扇叶参数对风扇性能的影响:
1、叶片曲率:在一定范围内,叶片曲率越大,相同转速下,气体动能也就越大,即风量与风压越大;同时,叶片所受的阻力也越大,要求电机的扭力更大。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/2.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/3.jpg左边猫头鹰NF-P12叶片曲率较小,右边安耐美火蝠叶片曲率较大。2、叶片倾角:倾角越大,叶片上下表面间压力差越大,相同转速下风压越大;但上表面压力过大,可能产生回流现象,反而降低风扇性能。因此,叶片倾角也应在一定限度内提升。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/4.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/7.jpg风扇9叶的叶片倾角相对于7叶更大一点,大多数7叶风扇的扇叶倾角都较小。3、叶片间距:叶片间的距离过小,会导致气流扰动,增加叶片表面的摩擦,降低风扇效率;叶片间的距离过大,则会导致压力损失增大,风压不足。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/10.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/11.jpg左图NF-S12B的扇叶间距大于右侧NF-P12,扇叶间距是指相邻两片扇叶同侧边缘的距离。4、叶片数目:各种规格风扇叶片的截面曲线、倾角等基本相若,每片叶片宽度往往取决于扇叶的高度。为了保证叶片间距不致过大,影响风压,径高比较小(即相对较薄)的风扇多采用增加叶片数目的方法弥补。不论叶片数目是多是少,轴流风扇的叶片数目却往往是3、7、11等奇数,这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶,又没有调整好平衡,很容易使系统发生共振,倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳,将会使叶片或心轴发生断裂,因此多设计为关于轴心不对称的奇数片扇叶设计。这一原则普遍应用于包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/5.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/6.jpg左图的猫头鹰NF-S12扇叶为7片,右侧NF-P12扇叶为9片。5、叶端间隙:如何调整扇叶与外框之间所存在的间隙是风扇设计中的一大难题。间隙过小会令此间气流与叶片、外框发生摩擦,增大噪音;增大间隙则会由于反激气流等影响而降低风扇效率。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/8.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/9.jpg左图为传统风扇叶端从头至尾与扇框间隙保持一直,右侧的NF-S12B突破性的改变扇叶端与扇框的距离达到噪音和效率的平衡。6、叶片弧度:扇叶除了在截面上具有一定曲率外,在俯视平面内也并非沿着径向笔直延伸,而是向着旋转方向略有弯曲,呈一定弧度。如果叶片沿径向笔直延伸,风扇旋转所带动的气流在出风口一侧将呈散射状,送风距离短,且“力量”不集中;如现行产品版略带弧度,则可保证吹出气流集中在出风口正前方的柱状空间内,增加送风距离与风压。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/everflower2.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/taida.jpg左边EVERFLOW 的风扇弧度较右边台达风扇弧度更大。7、电机直径:由于电机与轴承的存在,轴流风扇主轴所在的中心部分难免一定无气流通过的盲区,主轴直径便决定着此盲区的大小。主轴直径的大小则主要取决于风扇电机的功率——大功率的电机需要更大的定子绕组线圈,必然占用更多的空间,在无法纵向扩展(增加高度)的情况下,便只好横向扩展(增大面积)。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/12.jpgNMB-B19 额定功耗为2.64W,猫头鹰NF-P12 额定功耗1.08W。因此B19的电机直径大于P12。
8、叶片光滑度:这是一项非设计因素影响的指标,基本上取决于生产者的模具成形与后期处理工艺。在设计曲线之外,叶片上的不平整会在旋转中产生紊流,增加摩擦,降低风扇效率,折损风扇性能,增大工作噪音。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/13.jpghttp://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/duibi/14.jpg从叶片光滑度来讲,左图酷冷至尊的UV扇是光滑扇叶的代表,右侧的NF-S12B表面有些许颗粒感。
轴承介绍
一般来讲,轴承分为:1、油封( sleeve)寿命5000-15000小时。油封轴承是使用滑动摩擦的套筒轴承,使用润滑油作为润滑剂和减阻剂,初期使用时运行噪音低,制造成本也低,但是这种轴承磨损严重,寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长,由于油封的原因(电脑散热器产品都不可能使用高档油封,一般也就是普通的纸油封),润滑油会逐渐挥发,而且灰尘也会进入轴承,从而引起风扇转速变慢,噪音增大等问题,严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/sleeve.jpg2、单滚珠(one ball)寿命4万小时以上 。单滚珠轴承是对传统含油轴承的改进,采用滑动摩擦和滚动摩擦混合的形式,其实就是用一个滚珠轴承搭配一个含油轴承的方式来降低双滚珠轴承的成本,它的转子与定子之间用滚珠进行润滑,并配以润滑油。它克服了含油轴承寿命短,运行不稳定的毛病,而成本上升极为有限。单滚珠轴承吸收了含油轴承和双滚珠轴承的优点,噪音相比双滚珠更低。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/1-ball.png3、双滚珠(dual ball)寿命5-10万小时 。双滚珠轴承采用滚动摩擦的形式,采用了两个滚珠轴承,轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心,当扇页或轴心转动时,钢珠即跟着转动。因为都是球体,所以摩擦力较小,且不存在漏油的问题。双滚珠轴承的优点是寿命超长,抗老化性能好,适合转速较高的风扇。双滚珠轴承的缺点是制造成本高,并且在同样的转速水平下噪音最大。双滚珠风轴承和液压轴承的封闭性较好,尤其是双滚珠轴承。双滚珠轴承被整个嵌在风扇中,转动部分没有与外界直接接触。在密封的环境中,轴承的工作环境比较稳定。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/two%20ball.jpg4、液压轴承(hydraulic bearing)寿命5万小时以上 。是由AVC首创的技术,是在含油轴承的基础上改进而来的。液压轴承拥有比含油轴承更大的储油空间,并有独特的环回式供油回路。液压轴承风扇的工作噪音有明显的降低,使用寿命也非常长,液压轴承实质上仍然是一种含油轴承。但这种经过了改进,寿命比普通油封轴承大大延长了,并且继承了含油轴承的优点——运行噪音小。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/hyedraulic.png5、来福轴承(Rifle bearing)寿命4万小时以上 。技表厂商是CoolerMaster,为传统含油轴承的改进,来福轴承采用耐磨材料制成高含油中空轴承,减小了轴承与轴芯之间摩擦力,来福轴承还带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯,在风扇运转时含油将形成反向回游,从而避免含油流失,因此提升了轴承寿命。来福轴承风扇通过采用以上结构及零件,使得含油及保油能力大幅提升,并降低了噪音。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/rifle_inside_thumb.jpg6、hydro轴承(Hydrodynamic;流体保护系统轴承)寿命5万以上 。ADDA的专利产品,也是在传统含油轴承基础之上进行多项改进而成。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/hydro.png7、磁悬浮轴承(Magnetic Levitation)寿命5万小时以上 。磁悬浮轴承的特点在于用利几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑,形成整个转子悬空,在固定运转轨道上。因此,磁悬浮事实上只是一种辅助功能,并非是独立的轴承形式,具体应用还得配合其它的轴承形式,例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/Magnetic%20Levitation.gif8 纳米轴承(NANO Ceramic Bearing)寿命8万-10万小时。纳米轴承采用了特殊的高分子材料与特殊添加剂充分融合,轴承核心全面采用特殊的二氧化皓材料,使用冲模及烧结工艺制成,晶体颗粒由过去的60um下降到了0.3um,具有坚固、光滑、耐磨等特性。纳米陶瓷轴承具有很强的耐高温能力,不易挥发,这大大延长了风扇的使用寿命
http://www.itocp.com/html/20090626/article/fans/images/zhoucheng/nano.jpg纳米轴承主要是在材质上的选择做了改进,结果还是借用传统轴承结构。
在寿命标准上一般来讲除了采用单纯油封轴承的风扇的寿命相对比较低外(按一天10小时使用来算,可以使用1.4年~4年)其他都可以使用10年以上。 学习了以前买了俩TT的 现在声音大的不行了 顶lz,不过看不懂 好东西难买,而且价格 知识贴要顶的.... 我只知道我把显卡拆下来之后世界都静了 我也不懂啊 风扇我都是买10块钱的
其他的就不知道了
用着也没什么问题就好 咱原来有个FX5200,上面有个小风扇别看小,噪音恐怖的要死 咱原来有个FX5200,上面有个小风扇别看小,噪音恐怖的要死 小的风扇没有油了的话 哪个声音就要命啊 安钛克电源里买你两个风扇太吵了打算换了, 支持技术贴~~ 好东西要顶 学习一哈~~~ 知识不错,学习一下 不懂啊!反正我那电脑是噪音大得要死!唉! 无得顶啊,学一下 真的好详细啊...
风扇达人~~ n那風扇的噪音大的嚇人 学习了,谢谢了,受益很大 居然没有PWM介绍。
而且居然采用土鳖鹰无视了三蝠。 图文并茂,强帖!回来慢慢看 看不懂 ~~~~看得头晕中~~还是支持一下~~!~! 学习了。年底再换新机器时又学了一招. 学习了哦~ 呵呵支持个 买了个TT的五彩,好贵啊,200多米
回复 22# lhyube 的帖子
这个其实不是风扇的介绍,说白了就是轴承、扇叶的介绍没有说歧视某款产品的
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