如何读懂风扇PQ曲线

风扇PQ曲线,可以说是风扇众多参数中最重要的一个特性参数。但是笔者在工作中发现,很多朋友对风扇PQ曲线的认识比较简单,并不清楚风扇PQ曲线各个部分的意义,更不用说以风扇的PQ曲线为依据来开展风扇的选型工作了。

什么是风扇PQ曲线?

风扇PQ曲线,英文写作Fan characteristic curve或者Fan pressure volume curve, 中文中通常叫做风扇特性曲线或风扇静压力曲线,或者直接称其为风扇PQ曲线。字母P来自于单词Pressure的首字母,表示风扇的静压力,Q则代表风扇风量,这主要是因为很多物理工式中以字母Q来表示风量。
顾名思义,风扇PQ曲线为一条将风扇中最重要的两个物理变量静压和风量联系起来的曲线,这也是我们为什么说风扇PQ曲线是风扇多参数中最重要的一个特性参数。常见的风扇PQ曲线如下图如示。

常见风扇PQ曲线


上图中,横坐标为风量,单位通常为CFM(立方英尺每分钟),也有部分厂家以立方米每分钟为风量单位,或者两个单位都提供的。
纵坐标为静压,单位为Pa(帕斯卡),也有部分厂家以英寸水柱为静压单位,或者两个单位都提供的。

风扇PQ曲线详解

工作中,通常可以根据风扇PQ曲线的转折点来分解风扇PQ曲线,一般会在PQ曲线上标注ABCD四个点,如下图所示。

风扇PQ曲线详解
  • A点:零风量点,代表当风扇运行于此点时,没有任何空气进出风扇,即没有任何的风量,可以理解为当风扇向一密闭空间吹风时,没有空气能够被吹入,但是能够在该密闭空间内形成该风扇能够提供的最大的静压。英文中通常称作shut off,no flow点。简单的说,A点代表风扇风量为0,静压最大。
  • B点:为风扇失速区起点。失速区,英文写作Stall region,当风扇工作于此区域时,风扇的风量是飘忽不定的,风扇旋转所产生的震动和噪音也会增大,严重时会造成风扇失效,比如风扇叶片断裂等。因此,选择风扇时,注意不要让风扇运行于失速区。
  • C点:失速区终点,通常也可以理解为风扇正常运行时的最大静压点,注意此点于A点的区别,A点是风扇零风量时能提供的最大静压,而此点为风扇正常工作时的最大静压点。
  • D点:零静压点,代表风扇运行于完全敞开的环境中,当风扇运行于此点时,静压为0,风量最大。英文中常写作Free Air。
  • PQ曲线左则:工作中,通常将上图中的PQ曲线AC部分称作PQ曲线左则,此则为风扇工作不稳定区域,风扇选型时,通常不建议选择该区域。
  • PQ曲线右则:工作中,通常将上图中的PQ曲线CD部分称为PQ曲线右则,此则为风扇稳定工作区域,风扇选型时,建议选择该区域。

风扇工作点

风扇工作点,指风扇在产品中工作时,风扇PQ曲线与产品风阻曲线的交点。如下图所示,该点的纵坐标为风扇工作时所产生的静压,横坐标则是风扇工作时所产生的风量。因此,只有根据风扇的工作点才可以知道该风扇在产品中能提供多少风量供产品散热,而不是简单的看规格书中所写的产品的最大风量是多少。

风扇工作点

总结

风扇选型中,注意不要让风扇工作于失速区内。通常情况下,让风扇工作于PQ曲线的右则是一个比较好的选择。