一.工程背景
大多数密集封装的电子机箱系统使用风扇或鼓风机进行强制空空气冷却。较小的机箱系统通常使用轴向冷却风扇，气流垂直于风扇叶片。然而，较大的底盘系统可能需要离心式鼓风机风扇来在高静压下提供足够的气流。
在底盘系统设计的初始阶段，工程师应确定并估算强制空空气冷却风量的需求。更重要的是，在产品设计阶段，需要为加热部件提供良好的气流，为冷却风扇提供足够的空空间和动力。
风扇选择需要考虑的因素包括:所需空空气流量、交流或DC电源、电压、速度、预期寿命、电磁干扰/射频干扰、散热、自动重启和噪声影响。
在产品设计初期，需要估算机箱系统通风冷却所需的风量，主要取决于机箱系统产生的热量和设备允许的最大温升。
在估计底盘系统的热消耗时，应考虑加热子底盘系统的设备负载变化或热消耗增加的可能性。因此，最大热耗应该用来估算机箱系统满负荷运行时最坏情况下机箱系统所需的风量。
卸下盖子的电子机箱系统
底盘系统所需的气流可以通过以下计算公式或图表获得。计算公式为:
这里:
Q =所需气流(cfm)
W =耗热量，单位为瓦特
TC =温升
例如，对于一个热耗为200W的机箱系统，如果其允许温升为20℃，则机箱系统需要17.6cfm的气流。
下图中纵轴代表气流需要带走的热量消耗，横轴代表气流的风量；两个轴都是对数的。斜线定义温升。通过查图表，找到指示允许温升的对角线，然后在这条线上找到与耗热量对应的点，这个点对应的横轴位置就是底盘系统所需的气流。
底盘系统热耗与温升的关系
二、底盘系统阻抗
确定如何在机箱系统中安装风扇比计算所需的空气流要困难得多。气流路径中的障碍物会产生静压阻力。下图显示了典型风扇的气流和静压之间的非线性关系。为了获得最大的气流，障碍物应该最小化。然而，有时有必要增加挡风板，以将冷空气流引导至需要冷却的部件。当然，底盘系统部件本身也会阻碍气流和转向液流。
轴流风机风压P-风量q曲线
用实验的方法得到空气流量是非常准确的，但试验成本高、耗时长、繁琐。而且几乎不可能找到大的气流室来测量。
在实践中，通常使用经验方法来估计气流阻力。经验表明:
① 空箱通常减少空气流量5%至20%。
②密集机箱系统可减少气流60%，甚至更多。
③大部分电子机箱系统在水中的静压在0.05-0.15英寸水柱之间。
对于密集机箱系统外壳，上例中的风扇应该能够提供80cfm 空空气，而不是32cfm。
第三，测量空气流量和静压
AMCA标准210双气流室可用于精确测量气流的风量和静压。
方程式列表和变量
问:气流速度=
c:喷嘴空气流量系数
d:喷嘴直径
R:空气体密度=
t:温度
p:气压
Pn:空气体积压差
Ps:静压
g:
最大静压和最大风量的测量必须分开进行。
最大静压测量:当喷嘴关闭时，a室的压力将达到最大值。压差Ps代表风扇可以达到的最大静压。
最大风量测量:打开喷嘴，使用辅助鼓风机将a室的压力降低至Ps = 0。那么最大风量就可以用Pn，D和上面的空风量公式计算出来。q代表风扇在自由空空气中的最大流量。
四、风扇底盘系统工作点及风道建议
风扇的性能由底盘系统风阻的PQ特性曲线和风扇的P-Q特性曲线的交点决定。风扇特性曲线在测量气流和静压部分说明。在底盘系统结构固定的情况下，底盘系统的PQ特性曲线是固定的。它描述了空空气在特定障碍物和内部阻力下如何流经底盘系统。流动阻力大约与体积流量的平方成正比。因此，底盘系统中静压与空气流量的关系是二次抛物线。通过测试不同气流速度下底盘系统入口和出口之间的压差，可以很容易地通过实验获得曲线。
