1.1 PQ曲線和工作點
-PQ曲線是指風機的風壓和風量的曲線,設計系統的散熱能力與這條曲線直接相關。
-隨著系統阻力的不同,風機的工作點沿PQ曲線移動,低阻力系統的風機風量會更大,系統散熱能力強;高阻系統風量小,散熱效果不理想。因此,在設計時,應盡可能降低系統阻力,使空氣流量最大化。
-通常在系統設計時,風機的工作點設計在風量的1/2 ~ 2/3。對於高阻力系統,可按風量1/3 ~ 1/2設計。
1.2噪音指數
-噪聲分為聲壓級和聲功率級,給定的風機噪聲參數指標為全速時的聲壓級指標。
測試方法為距離風機入口1m。
-主要噪聲標準:ETS 300 753、GR487和GR63,
ETS 300 753時的室內產品,室外產品:
?白天4.1: 40℃,4.1e:45℃;
?夜間3.4: 15℃,3.5:25℃;
NEBS?GR63室內產品測試室溫27C
GR487戶外產品測試室溫27C
-相對於人的感官:
0 ~ 20 dBA很弱
20 ~ 40 dBA弱
40 ~ 60 dBA為中等
大聲60 ~ 80 dBA
80 ~ 100 dBA很大聲
100 ~ 140 dBA震耳欲聾。
1.3多個風機噪聲疊加計算方法
風扇規格中給出的噪聲值是全速時的參數指標。但在實際工作中,風機壹般處於調速狀態,其噪聲與轉速關系的計算公式為:
spec 1-spec 2 = 50千克(rpm1/rpm2)
根據單個風扇在室溫下的噪聲,評估系統的總噪聲,計算公式為:
Ln=L1+10lg n
L1是1風扇的噪音。
Ln是n個風扇的噪音。
n是粉絲數量。
2、風量計算
2.1所需總風量q:
Q = C*m*△T?
V = Q/(C*ρ* △T)單位:立方米/秒
其中:q:耗熱量;△T:允許溫升;c:空氣的比熱,v:體積流量。
2.2計算的簡化經驗公式:
?V=1.76*Q/△T單位:CFM。
?壹般:△T為8-15℃。
3.散熱方式
3.1系統冷卻模式包括送風和排風模式:
吹氣模式:
優點:散熱效率高,由於風扇位於進風口,可靠性高;
缺點:流場分布不均勻,有時造成散熱死角;
排氣模式:
優點:流場均勻;
缺點:散熱效率低,由於風扇位於出風口,可靠性低。
3.2適用場景:
吹風模式適用於本地功耗較高的系統;
通風模式適用於內部功耗均勻的系統。
4、風扇選擇
4.1工作點的確定:
根據冷卻系統所需的總風量和計劃風機數量,確定單臺風機Q1的風量工作點;
4.2確保風機的氣流工作點位於風機PQ曲線的1/2-2/3處:
即確定所選風機風量規格Q=Q1/(1/2)或Q 1/(2/3);
4.3噪音:
在此階段考慮風扇選擇是為了考慮系統設計規範中的噪聲要求;
4.4建議:
選擇風機時,建議選擇帶PWM調速功能的風機。其目的是為了控制噪音,增加風扇壽命,延長防塵網堵塞時間。
5.實例分析
5.1散熱要求:?
標準19英寸1U機箱。
機箱寬*高*深442mm*43.6mm*400mm。
主板尺寸為410mm(寬)×220mm(深),熱功耗為100W W。
電源模塊數量為2個,功率為150W,電源模塊轉化率為95%。
整個系統的熱功耗沒有集中點,比較均勻分散。
風扇的供電電壓為12V。
5.2風量的計算
整機熱功耗:q = 100 w+150 w×(1-0.95)×2 = 115w。
根據經驗公式:V=1.76×Q/△T,△T為10℃。
整機風量為:v = 1.76×115/10 = 20.24 cfm。
5.3確定散熱方式
根據整機系統熱功耗無集中點且相對均勻分散的特點,整機散熱方式采用排風方式。
5.4風扇選擇
*尺寸:根據機箱主板和電源的布局尺寸,確定使用5個40*40*10cm的風扇作為風扇。
*風量:按20.24CFM的整機風量,每臺風機風量為4.048CFM。
系統設計時,風機的工作點設計在風量的1/2 ~ 2/3。
*電壓:12V
根據風機選型手冊,選擇具體的風機規格:AD0412UB-G70(T)或其他風量、風壓相近的風機型號。
5.5噪聲計算
所選風扇的噪聲為29dB,根據公式LN = L1+10LG N。
五個風扇的總噪音為L5=29+10lg5=29+7=36dB。