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211、985硕士，从业16年+
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本期给大家带来的是关于机箱系统热设计压降计算详解研究内容，希望对大家有帮助。
承接之前的一篇文章，今天我们来看看关于机箱系统热设计的压降计算方法。
理论计算
在对机箱系统进行热分析之前，需要计算系统内的总压降。这包括所有系统子部件的压降。总压降（系统曲线）也取决于系统中的流量，可显示为：
其中，
Ri为流量
一般来说，可用一个或多个风扇输送空气通过机箱。风扇的工作点是系统阻抗曲线与风扇PQ曲线相交的位置。
图1显示了风扇的工作点，建议其在失速范围以下，
图1 系统阻抗与风扇PQ曲线交点图
这个交叉点反映了系统内部的压力，以及通过系统的空气流量。系统总压降一般受到如下因素的影响，
空气过滤器
通过风扇叶片的气流的膨胀和收缩
入口到箱体的流动弯曲
入口气流收缩
入口到箱体的膨胀
电路板卡组件气流阻塞
出口的流动弯曲
箱体出风口的膨胀
多场景分析
接下来介绍上述情况的阻抗计算公式，
a.穿孔板
R=0.828/A² （Pa/（m³/s）²）
其中A是暴露在空气中的开孔的面积。
b.过滤器
R=L*510.79/A²
A为过滤器的开孔面积，L为供应商提供的滤损系数。
c.板子
R=L*4.2/A²
其中L为板长度，A为通道的有效自由面积。如果机箱中平行安装N个类似板子，其等效热阻计算为：
d.风扇周围的气流压缩与膨胀
进出风扇的流体表现为压缩和膨胀，并伴有相应的损失。
膨胀：
其中A1是较小区域面积，A2是大区域面积。
压缩
其中A1是较小区域面积。
e.风扇托盘
当风扇安装在风扇托盘中时，根据风扇定律计算组合风扇曲线。
当M个风机并联安装在一个风机盘管上时，在相同的压降下，风机的体积流率增加了M倍。
对于串联的两个风扇盘，体积流量不变，压力加倍。
这个，在之前的文章中也有提到
电子产品中风扇的基础知识：构造、仿真参数、串并联、噪音与选型建议（纯干货建议小白收藏！）
如果一台风机的特性曲线是，
那么，组合风扇的特征曲线可以表达为，
2指的是两个托盘，M指的是一个托盘中的风扇数量。
系统产生的总压降，
其中，Af是风扇的风道尺寸
第二项是与入口风机相关的影响总压力的速度压力头。求解下式，可得到系统压降和体积流量：
上述关系式可用于系统的快速分析，以确定系统的流量。如果总散热量已知，就可得到系统的温升。
案例分析
举个例子，一个有两个风扇托盘的系统。每个托盘有两个风扇，有五个穿孔板，开口率为56%。
假设对空气流动开放的面积约为0.03m²，且系统在入口处有一个损耗系数为0.08的过滤器。
风扇曲线表明，在零流量时最大压力为225 Pa，在零压力时为0.13m³/s。假设，单个风扇的压力和流量之间的线性关系如下，
δP=225-1666G
假设来自风扇电机、板子的阻力忽略不计，表1给出了所有阻力相关参数，以及其计算值，
表1.不同系统组件的流阻。
用如下公式计算，
19208*G²=2（225-1665/2*G）
G流量约为0.11m³/s
参考文献
1.Themal Computations for Electronic Equipment.
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