扇叶上的秘密 你必须注意的那些事儿

    现在的电脑为了加强散热效果，可以说是无处不见风扇的影子。CPU风扇、显卡风扇、电源风扇、机箱后部风扇、机箱前部风扇、顶部风扇等等，这些风扇无一不是为了加强散热效果。现在玩家对风扇的重视程度也比以前强许多了，他们在选择风扇时，都会从材质、转速、风量、风压、噪音、轴承等方面去考量。

扇叶上的秘密

    衡量一款风扇的好坏，一般来说有三个方面，那就是性能、寿命、噪音。从性能方面来考虑，我们最多考虑的就是风量、风压、转速等。风量、风压、转速等都和风扇上最重要的组成部分扇叶相关。而一款风扇好不好对电脑的散热效果有着很大的作用，扇叶对整个风扇又有着决定性的影响，因此扇叶的设计是非常关键的。

    与风扇性能相关的方面很多，一般来说有四个方面，分别为风速、风量、风压、转速。而风速、风量、风压、转速又无一不与扇叶的设计息息相关。在介绍扇叶的性能前，我们有必要先了解一下这四个方面。

风速

    风速就是风扇出风口或进风口的空气流动速度，单位一般为m/s，而这个风速反映的仅是某一位置的速度数值，并不完全代表风扇的性能。它在不同的位置数值是不同的，平均值也是很难精确计算的。

风速仪（图片来自www.hi1718.com）

　　风速的高低与扇叶的形状、面积、高度以及转速是有着非常大的关系的。而扇叶的形状设计、面积、高度的影响比较复杂，一般我们不容易理解。而风扇的转速越快，风速越快，这就是一个常识了。

风量 

    风量是指单位时间内通过风扇出风口（或进风口）截面的空气体积，风量不受尺寸、结构、方式等方面的限制，因此它成为了衡量风扇性能的整体指标。

风量仪（图片来自cache.baiducontent.com）

    风量的计算公式为平均风速乘以过风面积。所以说风扇风量的大小与风速的高低、过风面积的大小是相关的。在过风面积相同的情况下，风速越高，风量则越大。在风速相同的情况下，过风面积越大，风量则越大。

风压

    风压是指风扇的出风口与入风口间产生的压强差，风压影响着风扇“强劲”程度，这对于喜欢玩儿超频的朋友来说是非常重要的。

风压变送器（图片来自www.hi1718.com）

    风压和扇叶的形状、面积、转速等相关，风压与扇叶形状、面积的关系比较复杂，而和转速的关系则非常简单，转速越快，风压越大，这也算是一个常识。

转速

    转速就是指风扇扇叶在单位时间内旋转的周数，单位一般为rpm。转速是非常容易测量的，而高转速造就了各种“暴力”风扇，同时也造就了大噪音。

风扇转速

    转速可以影响到以上所说的风速、风量、风压。转速越高，风速越快，风量越大，风压越大。这个知识可以很容易的推理出来，理解起来也不是很难。

    以上就是与风扇性能相关的最重要的四个方面，而这四个方面又直接或间接与扇叶的设计相关。而下面我们就将介绍扇叶设计的参数。

    扇叶的性能会受到很多方面的影响，如叶片曲率、叶片倾角、叶片间距、叶片厚度、叶片数目、叶片冲角、叶端间隙、叶片宽度、主轴直径等等，这些方面又互相影响，互相制约。本文的目的是简要介绍电脑散热器上风扇的扇叶设计，因此笔者选择了三个大家比较关注的方面，即叶片曲率、叶片数目、叶片弧度来进行简单介绍。

曲率图示（图片来自zh.wikipedia.org）

    曲率是指对于平面曲线C，在P处密切圆半径的倒数，可以用式子1/r表示。因此密切圆的半径越小，曲率越大。曲线接近平直的时候，曲率接近0。而叶片的曲率也是基于此而计算的。

扇叶风道

    在相同的转速下，叶片的曲率越大，气体的动能越大，风量和风压也就越大，但是这里的叶片曲率是有个范围的，当弧高/弦长的比值超过0.1时，这个规律则会被打破。

风扇设计

    叶片的曲率越大，则扇叶的阻力越大，因此它要求电机的扭力则越大，同时也对扇柄提出了更高的要求。对于超频玩家来说，对风扇的要求往往就是风量与风压越大越好，而我们常见的厚弯角风扇就是基于此而设计的。

    在选择散热器风扇时，细心的消费者往往会发现，有的风扇扇叶数目为7片，有的扇叶数目为9片，甚至有的扇叶居然达到了11片。这时候，消费者往往会有这样一个疑问，为什么有的用7片，有的用9片呢？

  
9扇叶和7扇叶风扇

    若风扇叶片的截面曲线、倾角等都相同，扇叶的叶片宽度往往取决于扇叶的高度，这就对叶片的间距提出了要求。为了保证叶片间距不致过大，影响风量风压，相对比较薄的风扇多采用增加叶片数目的方法弥补。

更多的扇叶

    另外更多的扇叶也可以保证风量的充足，但是由于其把冷空气切割成了很多小块，因此其风压的表现相对会比较弱些，而这是超频玩家所不愿意看到的。

保持平衡（图片来自tu.duowan.com）

    更加细心的消费者会发现，扇叶叶片的数目同常为3、7、9等奇数，其实这也是扇叶数目设计的一个非常重要的方面。若采用偶数片形状对称的扇叶，平衡方面又没有调整好，这就很容易使系统发生共振，这将会对叶片或心轴造成非常大的伤害，直至断裂，所以采用轴心不对称的奇数设计更为安全。

    叶片的弧度是指扇叶在俯视平面内并非沿着径向笔直延伸，而是向着旋转方向略有弯曲，呈一定弧度。这种弧度的作用是非常重要的，这保证了吹出气流的集中。这对于一款散热器来说也是非常必要的。

叶片弧度设计

风流更集中

    倘若叶片沿径向笔直延伸，风扇旋转所带动的气流在出风口一侧将呈散射状，这样的送风距离自然不会太远，然而这并不是最重要的。重要的是风流的“力量”不集中，这就导致了风压较小，这对于玩儿超频的朋友来说就有点儿遗憾了。

图片说明

    如果扇叶略带弧度，吹出气流则会集中在出风口正前方柱状空间内，增加送风距离与风压，而这也正是玩家想要的，当然也是消费者所想要的。

    编辑点评：扇叶设计在风扇的设计中起着至关重要的作用，而扇叶的设计直接影响的是风量和分压，风量和风压在散热系统中起的作用也是非常关键的。风量多的风扇有著名的九州风神冰阵600，酷冷至尊刀魂210，猫头鹰NH-U12P SE2等。而风压大的风扇有著名的猫头鹰NH-U9B SE2，超频三青蛇特别版，扎曼神木豪华版等。