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,直至最后风压为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最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。建议最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,最终导出到排风扇,具体结构等效如图6所示。
图6变频器风路结构