你知道如何使用這個圖表嗎？

類似于電機的速度-扭矩曲線，此圖是制造商展示其風扇性能的方式，以及氣流和靜壓規格的來源。

對于一些客戶來說，這可能看起來完全陌生。我在過去擔任技術支持工程師時接觸過的許多客戶都是根據尺寸和氣流來選擇風扇的。然而，需要更深入的了解才能確定風扇在現實生活場景中的實際性能。

在這篇文章中，我將討論氣流與靜壓的定義、它們之間的關系以及阻抗的重要性。

氣流與靜壓

在上述風扇規格表中，“最大風量”和“最大靜壓”列為規格。

空氣流量是風扇產生的空氣體積，按時間測量。在這種情況下，風扇的空氣流量以公制單位的立方米每分鐘 (m3/min) 或英制單位的立方英尺每分鐘 (CFM) 來衡量。簡而言之，如果您有一個 5 英尺 x 5 英尺 x 5 英尺的機柜和一個產生 5 CFM 的風扇，則風扇可能需要 25 分鐘才能使機柜中的熱空氣通風。（實際上，這并不容易。）

靜壓是外殼中風扇可以產生的氣壓量。在這種情況下，靜壓以帕斯卡 (Pa) 或英寸水柱（以H 2 O 為單位）測量。帕斯卡 (Pa) 是用于量化內部壓力、壓力等的壓力的 SI 派生單位。該單位以 Blaise Pascal 命名，定義為每平方米一牛頓。英寸水柱 (inH 2 O) 定義為在規定條件下 1 英寸高的水柱所施加的壓力。在 4 °C (39.2 °F) 的溫度下，純水的密度最高 (1000 kg/m3)。在該溫度和標準重力加速度下，1 inH 2 O 約為 249.082 帕斯卡。

重要的是要知道，即使指定了氣流和靜壓的最大值，風扇也不會同時輸出兩個最大值。

風量與風扇靜壓的關系如上圖所示。 如您所見，氣流和靜壓呈負相關。當氣流增加時，靜壓降低；當靜壓增加時，氣流減少。這 3 個點描述了風扇可能執行的場景。

要形象化這 3 個場景，您可能需要想象電子設備外殼被風扇通風。 請參閱上圖的 3 個指定點 1)、2) 和 3)。

在示例 1) 中，我們有一個一端完全開放的外殼。沒有任何東西阻礙風扇的氣流，所有氣流都從另一端排出。此示例創建了一個場景，其中將出現最大氣流，并且我們的靜壓為零。

在示例 2) 中，我們有一個封閉的外殼，除了另一端有一個小排氣孔或空氣出口。排氣孔的尺寸小于進氣孔，阻礙了空氣流動。外殼內不斷積聚的空氣無法逸出會增加內部的靜壓。這會產生一種情況，即氣流受到增加的靜壓的限制。氣流將小于其最大值。

在示例 3) 中，外殼是完全關閉的。在這種情況下，流入外殼的氣流會導致靜壓升高，因為空氣無處可逃。一旦超過靜壓規格，即使風扇繼續運轉，高靜壓也不會再讓空氣進入，即達到最大靜壓，風量降為零。

在現實生活中，示例 1) 和 3) 是不現實的。在為電子設備外殼通風的實際示例中，大多數風扇的性能接近示例 2)。然而，為了生成圖表，使用了類似的方法（也稱為雙腔法）。

安裝密度

好的，現在我們通過使用電子設備外殼為例了解氣流和靜壓，讓我們讓它更真實。電子設備外殼包含關鍵電氣設備，例如 PLC、電源和用于自動化機器內運動控制的驅動程序。由于它是一個帶有發熱元件的外殼，因此需要一個風扇來降低溫度并保持電子設備運行。外殼內的組件數量決定了“安裝密度”。

組件越少（安裝密度低），空氣通過的空間就越大。這種情況有點接近上面的示例 1)，其中風扇會產生高氣流。

組件越多（安裝密度高），氣流路徑中的障礙物就越多。此場景類似于上面的示例 2)，這是最常見的。在這種情況下，高靜壓會使氣流降低到其最大值以下。

阻抗的重要性

如何確定實際氣流和靜壓要求？答案是阻抗。 阻抗被定義為對氣流的阻力，它可以是電子元件、墻壁或任何阻礙氣流路徑的東西。實際氣流和靜壓由阻抗決定。

讓我們看看這是如何完成的。對于大多數強制風冷應用，阻抗是通過“平方定律”計算的，這意味著靜壓隨 CFM 變化的平方函數變化。

P = K r Q n

在哪里：

P = 靜壓
K = 負載系數（這里有一些參考信息）
r = 流體密度
Q = 流量
n = 常數；令n=2；近似湍流系統。

在下圖中，我們顯示了 3 條黃線來描繪 3 個不同級別的阻抗（A、B 和 C）。

綠線表示氣流和靜壓。A 點表示高阻抗，而 C 點表示低阻抗。實際受阻氣流和靜壓在阻抗曲線（黃色）與性能曲線（綠色）相交處確定。

有時，可能難以確定系統阻抗。在這種情況下，可以安全地假設實際空氣流量約為風扇最大空氣流量的一半，因此選擇能夠產生雙倍所需空氣流量的風扇。

對于成功的外殼通風設計，除了風扇選擇外，還應考慮其他因素，例如進氣/排氣孔尺寸、孔位置和組件放置。在下面的視頻中，我們使用煙霧來演示氣流如何受到不同外殼設計的影響，例如不同的進氣孔直徑和隔板的使用。

使用過濾器、屏幕或護手板等附件可以提高風扇在多塵或潮濕環境中的可靠性和使用壽命，但它們也會影響氣流和靜壓特性。

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審核編輯黃宇