Динамическое давление вентилятора что это

Что такое статическое и динамическое давление вентилятора в компьютере

Приветствую, уважаемые посетители моего блога! Сегодня давайте обсудим статическое и динамическое давление вентилятора — что это такое в компьютере, как считается и стоит ли заморачиваться с формулами.

О том, сколько вентиляторов обязательно нужно иметь в корпусе системного блока, читайте здесь.

Что значит статическое давление

Кулер в компьютере ни конструкцией, ни принципами работы вообще не отличается от обычных вентиляторов, используемых в бытовых климатических системах. К нему применимы те же физические формулы, которые используются при расчетах систем вентиляции.

В характеристиках вентилятора можно увидеть параметр, который называется «Напор», или по-другому «Статическое давление».

Рассчитывается как разница перед крыльчаткой и за ней. Из-за этой разницы воздух циркулирует в корпусе ПК — не только продвигаясь лопастями кулера, но и перемещаясь естественным образом.

Динамическое давление кулера

Проходя сквозь крыльчатку, воздушный поток обретает определенную скорость, создавая скоростной напор. Если установить преграду на пути этого потока, он остановится, немного сжавшись, а его кинетическая энергия трансформируется в потенциальную.

Динамическим называется давление перемещающегося воздушного потока «в идеальном» состоянии, то есть то, которое возникнет, если его резко остановить.

Полное давление — это сумма статического и динамического. Эти характеристики зависят от конструкции кулера и скорости вращения крыльчатки.

Измерить их можно с помощью прибора, который называется дифференциальный манометр. Замеры производятся с помощью специальных трубок Пито-Прадля.

А теперь подумайте сами, стоит ли настолько сильно заморачиваться с измерением параметров воздуха внутри шасси? На мой взгляд, если система охлаждения не справляется с задачей, нужно установить дополнительный кулер или использовать крыльчатки помощнее.

Все-таки мы с вами не инженеры, а продвинутые юзеры, и проектировка систем охлаждения не входит в категорию обычного обслуживания ПК.

Очень сомневаюсь, что этим заморачиваются профессиональные сборщики компьютеров, у которых процесс поставлен на поток.

Также советую почитать «Правильная циркуляция воздуха в компьютерном корпусе». Подписывайтесь на меня в социальных сетях, чтобы не пропустить уведомления о публикации новых интересных статей. До скорой встречи!

Источник

Фрагмент № 4В. Основные параметры вентиляторов.

Работа вентиляционного аппарата характеризуется рядам технических параметров. Некоторые параметры соответствуют техническим параметрам насосного оборудования. Поэтому использование теории лопастных насосов для описания рабочего цикла вентиляторов вполне обосновано, так как давление, которое создает движение лопаток вентилятора, невелико, а сжимаемостью газового потока можно пренебречь. Основные формулировки и определения:

Степень повышения давления (ε) – это отношение газового давления на выходе из вентиляционного аппарата (р2) к газовому давлению на входе вентилятора р1 :
ε = р2/р1

Полное вентиляционное давление – это разность давления газа перед вентилятором и за ним (Па):
рv = р2 – р1

Давление динамическое – давление потока газа при выходе из вентилятора, рассчитанное по выходному сечению и средней вентиляционной скорости (Па):

Давление статическое – разность между полным и динамическим давлениями (Па):
psv = pv – pdv

Вентиляционная подача – объемное количество воздуха (газа), который поступает в вентиляционный аппарат в единицу времени, отнесенное к условиям входа в вентилятор, м3/с:

где Dр – диаметр рабочего колеса вентилятора по наружным кромкам его лопастей, м; φп – коэффициент подачи вентилятора, который характеризует его пропускную способность; u – окружная скорость, определяемая по частоте вращения колеса и диаметру Dр:

Таким образом, подача вентилятора определяется по одному геометрическому размеру Dр с введением коэффициента φп, который определяется эмпирическим путём и зависит от аэродинамических и конструктивных особенностей аппарата. Величина коэффициента изменяется от 0,01 до 0,9 единиц.

Полезной мощностью называется энергия, которая сообщается газу от вентиляционного аппарата в единицу времени, (Вт):
Nп = рvQ

Потребляемой мощностью называется мощность на вентиляционном валу без учета потерь мощности в элементах привода и подшипниках (Вт):
N = рvQ/η,

где η – полный КПД вентилятора, который определяется как
η = ηоηгηм,

где ηо – объёмный КПД вентилятора; ηм – механический КПД; ηг – аэродинамический КПД (аналогичный гидравлическому КПД).

Для вентиляторов радиального типа значение КПД составляют: ηо = (0,990…0,999; ηг = 0,6…0,9; ηм = 0,85…0,98; а для осевых вентиляторов – ηо = 1; ηг = 0,75…0,92; ηм = 0,94…0,98; η = 0,7…0,9.

Полный КПД вентилятора равен отношению полезной мощности вентилятора к потребляемой мощности.

Иногда для характеристики вентиляторов используют не полное давление, а лишь его статическую часть. В таких случаях энергетическую эффективность вентиляционного аппарата рассчитывают при помощи статического КПД:
ηs = Q psv/N,
ηs = (0,7…0,8) η.

Удельная быстроходность вентилятора — критерий для оценки пригодности работы вентилятора в режиме, определяемом частотой вращения n и величинами Q, Dp, pv.

Удельная быстроходность nу – частота вращения рабочего колеса вентиляционного аппарата, при которой подача при нормальных условиях составляет 1 куб. м/с и развивается давление величиной в 10 Па при максимальном КПД. Параметр определяется по следующей формуле:

Источник

Динамическое давление вентилятора что это

Типы вентиляторов, используемых в системах вентиляции

Вентиляторы – лопаточные машины, предназначенные для перемещения воздуха или других газов. Вентиляторы условно делятся по развиваемому давлению на вентиляторы:

-среднего давления от 1000Па до 3000Па;

Как правило, давление, развиваемое вентиляторами, работающими в вентиляционных системах, не превышает 2000Па. В системах вентиляции и кондиционирования используются следующие типы вентиляторов:

Схемы осевых вентиляторов приведены на рис.1.1. В осевых вентиляторах поток воздуха входит и выходит по оси вращения колеса. Осевые вентиляторы могут состоять из одного колеса (рис. 1.1а), колеса и спрямляющего аппарата (рис.1.1б), входного направляющего аппарата и колеса (рис.1.1в), входного направляющего аппарата, колеса и спрямляющего аппарата (рис.1.1г). Электродвигатель может быть расположен как перед колесом (рис.1.1а), так и за колесом (рис.1.1б), причем аэродинамические характеристики вентиляторов, имеющих одинаковые колеса, будут при этом приблизительно одинаковыми.

Рис.1.1 Схемы осевых вентиляторов:

Остаточная закрутка потока является источником потерь, кроме того может быть причиной дополнительных потерь в элементах, сопрягающих вентилятор с сетью на выходе. Для уменьшения закрутки за колесом используется спрямляющий аппарат. При равных частотах вращения и диаметрах колес, осевые вентиляторы создают в 2-3 раза меньшее давление, но имеют большую производительность, чем радиальные вентиляторы, поэтому в вентиляционных системах они используются в основном для перемещения больших объемов воздуха – на вытяжке, для создания противодымного подпора и т. д.

В радиальных колесах поток входит по оси вращения колеса, а выходит в радиальной плоскости. Спиральный корпус служит для преобразования потока на выходе из колеса и дополнительного повышения давления вентилятора. Наиболее широко применяются два типа радиальных колес: колеса с лопатками загнутыми назад и с лопатками загнутыми вперед. Радиальные вентиляторы развивают большее давление, по сравнению с осевыми вентиляторами, так как единице объема перемещаемого воздуха сообщается энергия при переходе от радиуса входа к радиусу выхода колеса.

Радиальный вентилятор имеет два входных отверстия и общее выходное и представляет как бы объединение двух зеркальных вентиляторов в спиральных корпусах. Такого типа вентиляторы имеют приблизительно удвоенную производительность (при том же давлении, что и единичный вентилятор). Многоступенчатые радиальные вентиляторы в системах вентиляции встречаются крайне редко. Среди рассматриваемых типов вентиляторов радиальные – наиболее используемые в вентиляционных системах.

В диаметральном вентиляторе поток входит в колесо в диаметральном направлении (перпендикулярно оси вращения колеса), и выходит также в диаметральном направлении. Угол между входом и выходом потока может быть разным, существуют также вентиляторы с различными углами выхода потока, вплоть до 180°. В диаметральных вентиляторах используются радиальные колеса с вперед загнутыми лопатками, близкие к тем, что используются в радиальных вентиляторах. Отличительной особенностью диаметральных вентиляторов является возможность увеличения длины колеса (осевой протяженности), что дает возможность увеличивать производительность вентилятора (при соответствующем увеличении мощности привода). Несмотря на очевидные компоновочные преимущества, диаметральные вентиляторы не нашли широкого применения в вентсистемах. Это связано с относительно малой аэродинамической эффективностью этих вентиляторов. В основном они используются в маломощных завесах, хотя известны попытки применения диаметральных вентиляторов в воздухоприточных установках.Основные свойства вентилятора, как устройства предназначенного для перемещения воздуха, принято оценивать по его аэродинамическим параметрам: давлению, производительности и потребляемой мощности при нормальных атмосферных условиях, а также коэффициенту полезного действия (КПД).

-давления вентилятора: статическое, полное, динамическое измеряются в Па (1 Па

-производительность вентилятора измеряется в м3/час, м3/с;

-потребляемая мощность вентилятора измеряется в Вт, кВт.

Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним:

Статическое давление вентилятора Psv равно разности полного давления Pv и динамического давления вентилятора Pdv:

Динамическое давление вентилятора Pdv определяется по среднерасходной скорости Vвых-вент выхода потока из вентилятора:

Скорость выхода потока из вентилятора (один из способов осреднения):

Полный и статический КПД вентилятора:

Nэл сеть – мощность, пот-ребляемая вентилятором из электрической сети: Nэл сеть= N/ (ηּ ηэл двиг),

где ηэл двиг – КПД электродвигателя.

В данной статье использованы материалы следующих изданий:

Источник

Фрагмент № 4В. Основные параметры вентиляторов.

Работа вентиляционного аппарата характеризуется рядам технических параметров. Некоторые параметры соответствуют техническим параметрам насосного оборудования. Поэтому использование теории лопастных насосов для описания рабочего цикла вентиляторов вполне обосновано, так как давление, которое создает движение лопаток вентилятора, невелико, а сжимаемостью газового потока можно пренебречь. Основные формулировки и определения:

Степень повышения давления (ε) – это отношение газового давления на выходе из вентиляционного аппарата (р2) к газовому давлению на входе вентилятора р1 :
ε = р2/р1

Полное вентиляционное давление – это разность давления газа перед вентилятором и за ним (Па):
рv = р2 – р1

Давление динамическое – давление потока газа при выходе из вентилятора, рассчитанное по выходному сечению и средней вентиляционной скорости (Па):

Давление статическое – разность между полным и динамическим давлениями (Па):
psv = pv – pdv

Вентиляционная подача – объемное количество воздуха (газа), который поступает в вентиляционный аппарат в единицу времени, отнесенное к условиям входа в вентилятор, м3/с:

где Dр – диаметр рабочего колеса вентилятора по наружным кромкам его лопастей, м; φп – коэффициент подачи вентилятора, который характеризует его пропускную способность; u – окружная скорость, определяемая по частоте вращения колеса и диаметру Dр:

Таким образом, подача вентилятора определяется по одному геометрическому размеру Dр с введением коэффициента φп, который определяется эмпирическим путём и зависит от аэродинамических и конструктивных особенностей аппарата. Величина коэффициента изменяется от 0,01 до 0,9 единиц.

Полезной мощностью называется энергия, которая сообщается газу от вентиляционного аппарата в единицу времени, (Вт):
Nп = рvQ

Потребляемой мощностью называется мощность на вентиляционном валу без учета потерь мощности в элементах привода и подшипниках (Вт):
N = рvQ/η,

где η – полный КПД вентилятора, который определяется как
η = ηоηгηм,

где ηо – объёмный КПД вентилятора; ηм – механический КПД; ηг – аэродинамический КПД (аналогичный гидравлическому КПД).

Для вентиляторов радиального типа значение КПД составляют: ηо = (0,990…0,999; ηг = 0,6…0,9; ηм = 0,85…0,98; а для осевых вентиляторов – ηо = 1; ηг = 0,75…0,92; ηм = 0,94…0,98; η = 0,7…0,9.

Полный КПД вентилятора равен отношению полезной мощности вентилятора к потребляемой мощности.

Иногда для характеристики вентиляторов используют не полное давление, а лишь его статическую часть. В таких случаях энергетическую эффективность вентиляционного аппарата рассчитывают при помощи статического КПД:
ηs = Q psv/N,
ηs = (0,7…0,8) η.

Удельная быстроходность вентилятора — критерий для оценки пригодности работы вентилятора в режиме, определяемом частотой вращения n и величинами Q, Dp, pv.

Удельная быстроходность nу – частота вращения рабочего колеса вентиляционного аппарата, при которой подача при нормальных условиях составляет 1 куб. м/с и развивается давление величиной в 10 Па при максимальном КПД. Параметр определяется по следующей формуле:

Источник

Вопрос-ответ

В данном разделе специалисты «ИННОВЕНТ» ответят на ваши вопросы, так же вы сможете найти ответы на многие актуальные для вас темы. Или задать свой вопрос.

Статическое давление вентилятора P_sv (Па) определяется на специальных аэродинамических стендах по ГОСТ 10919.

Процедура измерения статического давления вентилятора на объекте приведена в ГОСТ ISO 5802.

Динамическое и полное давления являются расчетными величинами:

-ρ –плотность перемещаемого воздуха, кг/м 3 ;

-скорость выхода потока из вентилятора V_{вых-вент} =L/F_вых ;

— L–производительность вентилятора, м 3 /с.

б) Полное давление вентилятора P_v (Па) равно сумме статического и динамического давления:

Аэродинамические характеристики вентиляторов определяются на специальных стендах согласно ГОСТ10921 (ISO 5801). Существуют 4 основных типа стендов, конфигурация которых соответствует различному расположению вентилятора в сети. Не вникая в подробности, необходимо иметь в виду, что аэродинамические характеристики одного и того же вентилятора, полученные на различных стендах, могут незначительно отличаться друг от друга.

Аэродинамические характеристики вентилятора, как правило, включают в себя:

— кривую полного давления p_v(L);

— кривую мощности N (L) или полного КПД вентилятора η (L);

— кривую (либо шкалу) динамического давления вентилятора p_dv(L) или кривую статического давления вентилятора p_sv(L).

Если приведена кривая полного давления p_v(L), а статического не приведена, то статическое давление вентилятора рассчитывается по формуле p_sv=p_v-p_dv

Для канальных вентиляторов в квадратных или прямоугольных корпусах, крышных радиальных вентиляторов приводится кривая статического давления вентилятора.

— ввиду малой скорости на выходе из канального вентилятора полное давление незначительно отличается от статического давления;

— динамическое давление у крышных вентиляторов не используется (они работают на всасывание), поэтому они характеризуются только статическим давлением.

При подборе вентилятора необходимо руководствоваться следующим: зона рабочих режимов вентилятора должна находиться в зоне максимальной эффективности вентилятора и быть за пределами срывного режима вентилятора.

Существуют три основных вида кривых полного (статического) давления:

а) ниспадающая кривая;

б) с обратным склоном;

В соответствии с ГОСТ10616 рабочая зона аэродинамической характеристики вентилятора должна быть ограничена диапазоном производительностей, в котором полный КПД вентилятора составляет не менее 0,9 от максимального КПД (а).

С целью обеспечения некоторого запаса до срыва область рабочих режимов в обоих случаях должна быть ограничена слева точкой А¢, которая образуется пересечением параболы сети p_с= p_vmах(L /L_mах) 2 /k_с с характеристикой вентилятора. Коэффициент запаса k_с можно принимать равным 1,2–1,5 (большие значения, если срыв оказывает большее силовое воздействие на конструкцию вентилятора).

В каталогах некоторых западных, а в последнее время и отечественных производителей приводится кривая полного давления p_v(L) от режима L=0 до режима максимальной производительности L_mах (p_sv=0). Если не приведены ни кривая мощности N(L), ни кривая полного (статического) КПД η(L), то выбрать рабочую зону крайне затруднительно. В этом случае для оценки можно принимать, что режим максимального полного КПД имеет место примерно на 2/3 максимальной производительности вентилятора L_mах

При подборе вентиляторов по аэродинамическим характеристикам, приведенным в каталогах, необходимо обращать внимание на следующее:

а) является ли указанная в характеристиках мощность потребляемой вентилятором или же это мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора из сети;

б) имеет ли электродвигатель, комплектующий вентилятор, запас мощности на пусковые токи, низкие температуры перемещаемой среды.

Эти параметры определяют эффективность вентилятора, его аэродинамические характеристики и работоспособность электродвигателя при низких температурах перемещаемого воздуха.

В отечественной практике в ряде случаев, например, когда электродвигатель расположен перед колесом, а втулка колеса выходит за пределы корпуса, динамическое давление подсчитывается по скорости выхода потока, определенной по ометаемой лопатками площади (полная площадь, вычисленная по диаметру колеса, за исключением площади, занимаемой втулкой колеса).

В западных каталогах динамическое давление осевых вентиляторов всегда определяется по полной площади, т.е. по площади, ометаемой колесом. Разница в аэродинамических характеристиках, начинает заметно сказываться при относительном диаметре втулки n≥0,4 (отношение диаметра втулки к диаметру вентилятора).

В ряде случаев аэродинамические характеристики приводятся в логарифмическом масштабе. При пользовании логарифмическими шкалами, следует помнить, что здесь действует ИНАЯ пропорциональность, то есть половина отрезка не означает половину величины.

У проектировщиков (да и у самих производителей)Источник