毕业设计,设计电风扇要考虑哪些因素,求解
1、外观(颜色等)
2、电风扇档位设置,风力大小
3、指示灯
4、定时功能
5、铭牌(电风扇功率、电压等)
6、把手(便于用户移动)
7、底座(不易翻倒)
8、其他
1.风扇基本概念
1.1 PQ曲线及工作点
-PQ曲线是指风扇的 风压风量 的曲线,设计系统的散热能力与该曲线有直接关系。
-随着系统阻力的不同,风扇工作点沿着PQ曲线移动,低阻力系统风扇风量会较大,系统散热能力强;高阻力系统风量就小,散热效果不理想。故设计时尽量减小系统阻力,使风量达到最大。
-通常情况下,系统设计时把风扇的工作点设计在风量的1/2~2/3处。对于高阻力系统可以设计在风量1/3~1/2处。
1.2噪声指标
-噪声分为声压级与声功率级,风扇一般给定的噪声参数指标为全速状态下的声压级指标,
测试方法为距离风扇进风口1m处测量。
-噪声主要标准:ETS 300 753、GR487、GR63,
ETS 300 753 室内产品在23℃条件下,室外产品:
白天4.1:40℃,4.1E:45℃;
晚上3.4:15℃,3.5:25℃;
NEBS GR63 室内产品 常温27C条件下测试;
GR487室外产品 常温27C条件下测试;
-相对人的感官:
0 ~ 20 dBA 很微弱
20 ~ 40 dBA 微弱
40 ~ 60 dBA 适中
60 ~ 80 dBA 大声
80 ~ 100 dBA 很大声
100 ~ 140 dBA 震耳欲聋
1.3多个风扇噪音的叠加计算方式
风扇规格书中给出的噪声值为全速状态下的参数指标。但实际工作中,风扇一般是处于调速状态,其噪声与转速关系的计算公式:
spec1-spec2=50lg(rpm1/rpm2)
根据单体风扇常温下噪声,评估系统总的噪声,计算公式为:
Ln=L1+10lg n
L1为1个风扇的噪音
Ln为n个风扇的噪音
n为风扇的数量
2、风量计算
2.1所需总风量Q:
Q = C*m*△T
V = Q/(C*ρ* △T) 单位:m3/s
其中:Q:热耗 ;△T:允许温升;C:空气比热 ,V:体积流量
2.2简化的计算经验公式:
V=1.76*Q/△T 单位:CFM
一般: △T取8--15℃。
3、 散热方式
3.1系统散热方式有吹风与抽风方式:
吹风方式:
优点:散热效率高,风扇位于进风口,可靠性高;
缺点:流场分布不均匀,有时会产生散热死角;
抽风方式:
优点:流场均匀;
缺点:散热效率低,风扇位于出风口,可靠性低
3.2适用场景:
吹风方式适用于局部功耗高的系统;
抽风方式适用于内部功耗比较均匀的系统 。
4、 风扇选型
4.1工作点的确定:
根据系统散热需求的总风量及计划使用的风扇数量确定单个风扇的风量工作点Q1;
4.2确保风扇的风量工作点位于风扇PQ曲线的1/2-2/3处:
即确定选型的风扇风量规格Q=Q1/(1/2)或Q1/(2/3);
4.3噪声:
在该阶段考虑风扇选型是要兼顾系统设计规格中的噪声需求;
4.4建议:
风扇选型时,建议选用 PWM 调速功能风扇。其目的:控制噪音,增加风扇寿命,延长防尘网堵塞时间 。
5、 实例分析
5.1散热需求:
标准19英寸1U机箱。
机箱宽度*高度*深度442mm*43.6mm*400mm。
主板尺寸为410mm(宽度)×220mm(深度),热功耗100W。
电源模块数量2个,功率150W,电源模块转化率95%。
整机系统热功耗无集中点,相对比较分散均匀。
风扇供电电压为12V。
5.2计算风量
整机热功耗:Q=100W+150W×(1-0.95)×2=115W
根据计算经验公式:V=1.76×Q/△T,△T取10℃
整机风量为:V=1.76×115/10=20.24CFM
5.3确定散热方式
根据整机系统热功耗无集中点,相对比较分散均匀,整机散热方式采用 抽风 的方式。
5.4风扇选型
*尺寸:根据机箱主板和电源的布局尺寸,确定风扇使用5个40*40*10cm风扇。
*风量:根据整机风量20.24CFM,得出每个风扇的风量为4.048CFM。
系统设计时把风扇的工作点设计在风量的1/2~2/3处
*电压:12V
根据风扇选型手册,选定具体风扇规格:AD0412UB-G70(T)或相近风量风压其他风扇型号。
5.5噪音计算
选定风扇的噪音为29dB,根据公式Ln=L1+10lg n
5个风扇的噪音总量为:L5=29+10lg5=29+7=36dB
温度传感器感应被测物体的温度,将温度信号传给单片机,如果被测物体的温度超过设定值那么DAC转换模块输出电压就会增大,从而增大电机驱动电路的输入电压进而增加风扇的转速增加被测物体的散热速度,反之减小风扇转速,从而达到控温的目的。
炎炎夏日,大家似乎都已经离不开 空调 了,家里、公司里、商场里、车里,几乎所有的地方,都能感受到空调带来的凉意。不过,大家是不是忘了风扇这种即传统又 环保 的降温工具呢?
其实,现代生活虽然空调已经成为了不可取代的一部分,但是回想起来,小时候风扇带给我们那种更自然、更惬意的凉爽,似乎才充满了“诗情画意”。
其实,许多设计师已经为风扇赋予了更多有趣的含义或更巧妙的形式,就算我们的生活越来越少的用到它,但是还还可以在家里起到一些意想不到的作用,有些看起来真的“很奇葩”。
让任何东西转起来的JOININ风扇
没错,如果你厌倦了千篇一律的风扇,那么不妨来看看第一个脑洞大开的风扇设计。JOININ风扇能让任何东西旋转起来,树叶、老照片、蘑菇、薯片、花瓣,甚至是鸡翅都可以。
有了JOININ,再也不用什么空气清新剂了,想要什么味道,就让什么转起来。想象一下空气中充满奥尔良烤翅的味道,是多么美好吧。
电磁感应的吊扇
Self-Generator吊扇是一款了不起的概念能设计,整个系统采用电磁感应和风扇动能转电能的原理,将得到的电储存在电容器中,用以支撑它下一次的工作,从而达到节省电量的目的。
Torus电磁力风扇
Torus是一款环形设计风扇,不仅外型简单现代,可以融合大部分的装修风格,同时它还是一款没有电机的风扇,它利用电磁导轨替代传统的电机,类似于磁悬浮列车原理利用电磁力使转子和定子之间保持不接触,因此不仅摩擦力小、振动小,同时也非常静音。
同时Torus还可以根据需要调整顺时针和逆时针不同方向旋转,不仅能享受最直接的自然风吹,也可以享受间接的轻风,不让风直接吹向自己。
富有“教育意义”的风扇
风扇还有另外一个意义,那就是远远要比空调来得环保,因此为了能鼓励大家更多的使用风扇,这款Our Biggest Fan就非常富有“教育意义”。
没错,当风扇不运转的时候,它就像是一朵凋零的花朵,而这就寓意了过多的使用电力,就会让地球的环境变得越来越差。
720度旋转卫星风扇
戴森的风扇很酷,但是这个Satellite卫星风扇设计更酷一些。它可以利用三面三个交错的纵轴,覆盖超过720度的方向。同时还能够利用智能手机App对模式进行控制。想怎么吹,就怎么吹。
风扇时钟
最奇葩的Analog Fan风扇时钟来了,它基本上不会有什么风,但是却可以利用扇叶的方向和木质齿轮巧妙的显示当前的时间。这绝对是一个小清新的设计,如果家里挂上这么一个风扇,是不是显得很有品位呢?
一到夏季就离不了风扇了,要知道风扇不比 空调 ,没有空调那么凉快的,所以买风扇的时候就想买好的,因此风大就很重要了,那么电风扇风量由什么决定呢,这就是用户十分关心了的,只有了解这些也就能更好的选择好的风扇了,另外风扇叶片对于风量也是相当重要的,因此,风扇叶片的设计问题也一定要了解,下面我们来看看吧。
电风扇风量由什么决定
一是风叶的大小,二是风叶转速的高低。通常小风叶的电扇转得快,大风叶的吊扇就转得慢。从功率上来说,用功率大的电机,风扇的风量就大,耗电也多。如工业用的排风扇,风量就很大。
电容器,只是单相电机才用的,用来移相产生旋转磁场。工业用排风扇用了三相电机,就不要电容器。
风扇叶片的设计
1、风速
风速的快慢决定于风扇叶片转速的快慢,这又关系到风扇叶片的面积大小、形状甚至是高度。所以风扇叶片的设计是涉及到很多物理知识的,并不是简单的一蹴而就。
2、风量
风量主要受面积和风速两方面的因素影响,在同等转速下,叶片曲率越大,则风扇的风量和风压就越大。
3、风压
风压体现的是风扇的强劲指数,一般在叶片间距不太大的情况下,会采取多叶片的设计方案来避免影响风量和风压,同时叶片的数量往往是基数,这是为了维持整个风扇系统的平衡。
4、风流
风流是风扇转动时带动的气流,决定风扇的风吹距离和面积,它主要受风扇叶片弧度的影响,一般来说,旋转弯曲的弧度能够有效的集中风流,使风扇具有良好的散热性能。
风扇叶片的种类
1、电风扇叶片按照用途分,有分离形式、混流式和轴流式风叶。
2、离心式风机因为具有效率高、 流量 大、输出流量均匀、结构简单、操作方便等优点,一般工业锅炉都采用离心式风机。
3、混流式风机结合了轴流式和离心式风机的特点。
4、轴流式风机又叫局部通风机,是工矿企业常用的一种风机,它不同于一般的风机,它的电机和风叶都在一个圆筒里,外形就是一个筒形,用于局部通风。特点就是安装方便,通风换气效果很明显、安全,可以接风筒把风送到指定的区域。
电风扇风量由什么决定呢,其实这个因素还是有很多的,另外风扇叶片的设计问题大家应该也了解的了,总的来说,要想电风扇好用,电风扇的风量大,还是要注意选择的选择,品牌还是相当重要,因此大家不可乱买风扇,一定要去实体店。