风扇构造原理,电风扇原理和结构

风扇在我们所认知的范围内一般是用来散热的，通常采用通过散热铜管、铝片进行吸风或者吹风，那么风扇叶片的选择会对空气流动走向产生影响，那么这期为大家分享一篇关于风扇结构设计原理的介绍，非常详细，可先收藏，留着备用，有空了再看。

以下为正文：

【一】风扇的组成与原理

在扇叶内部置入充有磁性橡胶磁环,形成永磁的外部磁场.通电硅钢片上两组线圈,硅钢片产生磁场,并使用霍尔感应元件同步侦测控制电路,使缠绕硅钢片上两组线圈轮流工作.硅钢片产生不同磁极,此磁极与橡胶磁环产生吸斥力.当吸斥力大于风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动。由于霍尔感应元件提供同步信号，扇叶因此得以持续运转。

【二】风扇结构设计的因素

【三】风扇结构-风扇流场

1，风扇气流的产生

风扇叶片旋转，将叶片所在体积内的空气粒子推动下移，导致此区域进风口处空气压力持续下降，出风口处空气压力持续上升，造成整个风扇叶片区域的轴向空气压力上升关系；因进风口外部空气压力大于进风口气压，引起外部空气的补充，而补充的空气也被叶片向高压区输送，造成进风口处气压的进一步下降，吸引更多的空气补充此低压区，如此循环，直到空气的补充量等于扇业的输送量等于出风口的空气涌出量，达到动态平衡。

2，风扇是一种把机械能转变为气体的势能和动能的一种动力设备，根据气流的方向，可以把其分爲以下三类：

轴流式：气流方向与轴线平行，流体沿着扇叶的中心轴向进入扇叶,沿着扇叶的中心轴向流出。

径流式（离心式）：气流沿叶轮的径向于轴线垂直，流体沿着扇叶的中心轴向进入扇叶,沿扇叶径向流出。

混流式（斜流式）：气流方向既有轴向分量又有径向分量，流体沿着扇叶的中心轴向进入扇叶,沿扇叶轴向及扇叶径向流出。

3，扇叶运作原理

扇叶运作原理是运用柏努利原理,利用扇叶本身的攻角(仰角) ,当风扇启动的瞬间,在扇叶上方形成一局部的真空,因压力差的关系,将扇叶上方的空气,吸入扇叶下方,产生空气流动的现象,形成强制气流,也就是达到送风的效果.

4，扇叶翼型种类

1）前弯曲型(前掠翼) :

扇叶翼型沿着风扇运转方向往前弯曲,运用在鼓风机又称多翼型扇叶

2）后弯曲型(后掠翼) :

扇叶翼型沿着风扇运转方向往后弯曲,运用在鼓风机又称轮机型扇叶

3）径向型(辐射翼) :

扇叶翼型沿着风扇的中心向外延伸

5，扇叶设计基本方程式

叶轮内的流动是非常复杂的，对于相关的研究也造成了很大的困难，为了简化研究的难度，我们对于叶轮内的流动引入了以下假设，使问题转换为一元问题，导出了简单的方程式描述机器的特性。

1）叶轮的叶片数为无穷多，叶片无穷薄。因此，叶轮内的流动可以看作是轴对称，并且相对速度的方向与叶片表面相切；

2）相对流动是定常的；

3）轴面速度在过流断面上均匀分布。

欧拉方程是以质点系动量矩定理为理论基础，即作用于该质点系的所用外力对同一固定点或固定转轴的合力矩。

M=qmcu2r2-qmcu1r1

同乘w可得

Mw=qm (cu2r2-cu1r1)

对于轴流式风扇﹐由于Mw=pthqv=qmgHth, rw=u，gHth=hth上式化简

gHth=hth=u(cu2-cu1)

（1）流体所获得的理论扬程H，仅与流体在叶片进口和出口的速度有关，而与流体在叶轮内部的流动过程无关。

（2）流体所获得的理论扬程H，与输送的流体的种类无关。无论输送何种流体只要进出口速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或气柱高度

伯努力方程式是能量守恒和转换定律的一种形式，实质是气体进出管路中，叶片通过对气体做功，改变气体所具有的能量﹐包括内能和宏观的动能和势能。具体用一下公式表示即

hth =h2-h1 (c2²-c1²)/2 g(z2-z1)

ws—叶片对气体所做的功

h----内能

c² /２—动能

gz—势能

在轴流风扇中，由于气体位能很小，可不计。上式简化为

hth =h2-h1 (c2²-c1²)/2　　

在扇叶设计中﹐压力是一个重要的参数﹐为此根据h=p/ρ引入了压力值﹐上式变为

hth =p2/ρ2-p1/ρ1 (c2²-c1²)/2

在风扇的进出口﹐由于压力变化不大﹐可作为不可压缩流体即 ρ1 = ρ2 =ρ ,上式变为　

hth =(p2-p1)/ρ (c2²-c1²)/2

说实话，网上找的计算公式完全看不懂，后期有公式详解再分享

，有兴趣的也可以网上找找，要是有高手懂得也可以下方留言告知，感谢分享！

轴流式风扇应用：Power supply , Case , UPS , CPU Cooler ,音响等家电产品

离心式风扇应用：鼓风机, NoteBook

斜流式风扇应用：VGA , CPU Cooler

【四 】扇座类

有外框，用于标准风扇，静翼风扇

无外框(脚座)用于VGA & NoteBook用风扇

【五】轴承的定义

当两个组件有相对运动时广义来说就构成了轴承,轴承(bearing)是用来支撑,减少摩擦以及承受负载的装置,它与其他的旋转机件有面,线或点的接触,而摩擦则随接触面的相对运动而产生.尽量减少摩擦与磨损同时占越少的空间与便宜价格,是被期望的.

轴承的分类，一 是滑动接触轴承(sliding contact bearing) .另一种则是滚动接触轴承(rolling contact bearing) .

1，滚动轴承分为:

一是点接触滚动轴承,如滚珠轴承( ball bearing ) ,滚珠轴承可承受径向负载,推力负载或两者的合成负载 .

另一是线接触滚动轴承,如滚柱轴承( roller bearing ) ,滚柱轴承可承受更大的径向负载.

2，滚珠轴承的预压

滚珠轴承在运转时,滚珠轴承的滚珠与内环,外环及上下分隔承件有间隙,在内部空间里,当没有任何外力施加在滚珠轴承时,造成滚珠在自由空间运作,形成撞击等不规律的现象,而产生噪音,为消除撞击等不规律的现象,在滚珠轴承的轴向施与适当的力量,将轴向间隙减少而达到降低噪音的效果 .

3，滑动接触轴承

滑动接触轴承运用在信息产品即为含油自润轴承,一般为多孔性含油自润轴承. 是利用粉末治金技术将金属或非金属微粉材料锻烧，而成为结构不连续形状的轴承.此轴承以润滑特性的流体填塞其孔隙，含油率在15%-25%之间。

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