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散热设计1-浅谈风路设计基础
点击次数:43 更新时间:2023-12-19

  基本原理

  风阻原理与电路的欧姆定理相似,已经忘记电路串并联分析的同学可以看一下我写的这篇文章《电子中的串并联》。

  在风路中,压强P对应电压,风阻R对应电阻,流量F对应电流,如图1所示。图1.风阻等效回路图

  由于流体的非线性因素远远大于电路,因此不能简单地用线性系统描述,不考虑动态特性,仅考虑风道的静态非线性阻抗特性。非线性特性元件串并联不能简单的对阻抗进行公式计算,

  风道串并联

  两个风道串联在一起通风,计算总风阻。

  串联回路流量相同,因此需要在同流量下进行阻抗累加,因此采用图2所示进行计算,即

  图2.串联等效回路

  两个风道并联在一起,同时通风,计算总风阻。

  并联回路风压相同,因此需要在同压强下进行风导累加,因此采用图3所示进行计算,即

  其中

  反函数

  图3并联等效回路

  知道了风阻原理,我们就可以对变频器进行分析和测试了。

  风扇特性

  风扇相当于非线性电压源,随着流量增加,提供的风压逐渐下降,直至*后风压为0.当风扇和风道配合时,我们可以画出如图4所示的工作曲线图, 两者的交叉点就是整个系统的工作点,有相应的流量和风压,可以在这张图画出不同风扇工作点,然后选型或者优化风道。

  图4风扇和风阻配合

  散热器热阻

  风冷散热器风的流量*终会影响散热器的热阻,我们可以看一款散热器的热阻曲线,如图5所示,随着流量的增加,热阻会逐渐下降。这条曲线,是散热器厂家提供,不同的散热器结构,材料和翅片形状都会有影响。建议*好找风洞的厂家进行实际测试为准,CFD仿真偏差10度很正常,目前仿真并不太靠谱。

  图5.散热器热阻曲线

  变频器风路结构

  要分析的变频器采用Back-Back,分机侧和网侧两路,后侧通过一个腔体,*终导出到排风扇,具体结构等效如图6所示。

  图6变频器风路结构

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