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rpm|超能课堂(297)：如何用风扇法则来推算风扇性能？

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在之前的《超能课堂(295)：真正认识散热风扇的风量与风压》文章中 ， 我们和大家简单聊过风扇的风量与风压之间的关系 ， 以及P-Q曲线在实际使用中的价值 。 然而有同学提到 ， 厂商给出的P-Q曲线是风扇在最大转速下测定而出的 ， 而且在实际使用中 ， 风扇的转速往往是动态的 ， 大部分时候都不是满转速运行 ， 因此满转速的P-Q曲线参考价值其实很低 。
那么风扇在满转速下的P-Q特征曲线是否真的意义不大呢？其实在风扇行业内是有一个名为“风扇法则”的规律 ， 通过这个规律的灵活运用 ， 再结合已有的P-Q特征曲线 ， 我们是可以快速判断风扇在不同转速下的工作状况 ， 以及它是否可以满足我们使用需求 。

风扇法则是什么？风扇法则描述的是风扇尺寸、风量、风压、转速、功率、噪音以及空气密度等多种参数之间的关系 ， 但由于并不是每一个参数都与其它参数有关联 ， 例如同一个风扇在不同密度的空气中 ， 风量都是不会改变的 ， 因此风扇法则包含的并不仅有一个公式 ， 而是多个公式的组合 。 通过这些公式 ， 我们就可以在大体上了解一款风扇在工作性能 ， 并对我们在PC DIY领域中的部分关于风扇选择的问题作出快速解答 。


风扇中的主要参数都与风扇法则有关
风扇法则中涉及的参数包括有D（风扇直径）、N（风扇转速）、P（风压 ， 一般指静压）、Q（风量）、W（风功率）、LW（声功率）以及ρ（空气密度） ，而在谈及风扇法则的时候 ， 基本都默认风扇的扇叶设计例如角度和叶片数量都是相同的 ， 毕竟就算是同尺寸、同转速的风扇 ， 改变扇叶设计同样可以带来风量和风压上的不同 ， 如果要涉及到这个领域 ， 那么风扇参数之间的关系就更复杂了 。
风扇法则应用最广的是与风量、风压以及风功率相关的三个公式 ， 以及与噪音相关的声功率公式 ， 这次我们就针对这几个公式进行简单的讲解 。
风量公式：转速与风量呈正比首先我们看看风扇的风量与直径、转速之间的关系 ， 计算公式如下所示 。

从这个公式我们可以看出 ， 风扇的风量与转速呈正比 ， 与直径则呈立方关系 。 举例说明 ， 对于同一把风扇来说 ， 在转速为800RPM时 ， 其风量是1600RPM下的1/2；倘若有两把扇叶设计相同的12cm风扇与14cm风扇 ， 如果两者要提供相同的风量 ， 那么12cm风扇的转速理论上要达到14cm风扇的（140/120）3≈1.6倍 ， 也就是说12cm风扇在1600RPM下提供的风量 ， 对于同款扇叶设计的14cm风扇来说只需要1000RPM就可以做到了 。
风压公式：转速提升至2倍 ， 则风压提升至4倍而风扇的静压不仅与直径以及转速有关 ， 空气密度的变化也会影响到风扇静压 ， 具体的公式如下所示 。 从这个公式我们可以看出 ， 风压与风扇直径呈平方关系 ， 与转速也呈平方关系 ， 与空气密度则呈正比 。 不过以PC DIY常见的使用环境来说 ， 空气密度基本上不会发生太大的变化 ， 因此这部分在实际使用时其可以忽略不计 。

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