angel1399793 发表于 2013-8-19 07:21
, b1 r8 n7 i% d% b) y, Q+ k电扇的叶片相对轴都是斜的吧,道理就在这里
7 m _; ?6 E' H; [( j当电扇转动的时候,叶片会推动空气,说白了就是斜的叶片会对空 ... 1 t6 R6 x' z5 I5 P' E
找到了点5 _2 R* Z2 a' A* c6 P
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扇叶: 6 W5 X$ c" _9 P, o, S
常见的风扇扇叶截面曲线,一般基于Joukowski(茹科夫斯基,俄国著名的空气动力学家,当代航空科学的开拓者,提出了茹科夫斯基函数,奠定了机翼空气动力计算的理论基础)机翼截面曲线设计,再按照设计需要,根据叶片根部及端部与旋转轴之夹角、根部及端部宽度等数据进行旋转堆叠,形成三维扇叶曲面,并进行曲线拟合,最终完成整个扇叶模型设计。
6 t' u) J! T5 K6 s( V) v 扇叶的性能受到众多参数的影响,如层叠高度、叶片曲率、叶片倾角、叶片间距、叶片厚度、叶片数目、叶片冲角、叶端间隙、叶片宽度、主轴直径等等,且各参数间互相制约,关系复杂。不断的调整各项参数,寻找最适合目标工作要求的组合,便是进行扇叶设计的研究人员所从事的工作。若要将这些参数全部解释清楚并加以分析,足以写出几篇博士论文了,但本文只是浅要分析风冷散热器的相关技术,实无此必要,笔者也尚无此能力-_-。因此,仅将几个用户较为关注的参数略加介绍: # i" A6 b, f' P& b
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。当弧高/弦长的比值超过0.1时,升力系数便不再呈线性增加,故“一定范围”即0.05<弧高/弦长<0.1。 8 ]2 l- L: v' e# Q( _
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。
( H% Y: @- K5 U, T 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。 6 k- V. q9 X8 {* H# a0 N, u
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。 # j5 X' D2 d: Z) t1 v
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耳降低风扇效率——间隙增大1%,则全压功率下降约2%。
5 U8 L2 z" c) ~' S& P 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。
* l/ j) ]3 F K 主轴直径: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)。
) y* v% T% b' X8 ~, |. I4 v 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。因此,应对叶片表面的光滑度严格控制,如果所购产品处理不佳,则应考率采用手工打磨等后续手段弥补。 D* k* _. U! V+ Q( w
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