【机箱|超能课堂：真正认识散热风扇的风量与风压】手机行业|数码

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【机箱|超能课堂：真正认识散热风扇的风量与风压】关于散热风扇风量与风压的介绍，网上早已是一搜一大把，也是个老生常谈的问题，但是在圈内能把这个问题说清楚的真的是寥寥无几，毕竟专业不一样，隔行如隔山。最近在研究风量风压的测试装置，补了很多课，突然觉得以前对风量风压的认识真的很肤浅，有必要重新聊聊这个老话题。

空气之所以能够流动，必定是因为系统中存在有能量差，我们常见的直流散热风扇中，空气从旋转的叶片中获得能量，从而形成风流。风流中的能量通常是以压力的形式来表现（当然还有内能是以热的方式存在），在风流中的任一点，它存在能量形式通常有静压能、动能和位能，分别可以用静压、动压和位压来呈现。在日常状态下，由于空间有限及空气的密度较小，位压可以忽略。
这中间的静压和动压，就和今天的主题密切相关了。

实际上风扇作用下的气流是呈螺旋式前行的，并非直线（图片取材Noctua）为什么风量大风压就得小？散热风扇将电能转化为电磁能，再转化为扇叶的机械能，然后传递给空气，使之转化为静压和动压。静压就是俗称的风压（这个不太规范，因为风压还包含有动压），而风量是动压最直观的表达方式，它们之间是有公式能相互演算的（风量 = 系数 * 动压1/2），对于一个散热风扇来说，它的空气功率（扇叶转化过来的能量）为：

风扇空气功率 = k * 风量 * 风压

这说明什么问题？对于设计好的风扇，它的最大空气功率是受制于电机功率及转换效率的，所以，当风量增大时，风压就得减小，风压要加大时，风量就得变小。但是空气功率还和工作环境息息相关，风量和风压的大小并不是个简单的负线性关系。
这是从宏观上来解释这个问题，实际上在风流中的每一个点上，风量与风压也是此消彼涨，为了能更好的说明这个问题以及下文的需要，咱们还是先看看伯努利原理。
无处不在的伯努利原理伯努利原理：在水流或气流里，如果流体速度小，压强就大，如果速度大，压强就小。它也可以这样来描述：

这就是伯努利方程，其中p为流体中某点的压强， v为该点的流速， ρ为流体密度， g为重力加速度， h为该点所在高度，它们分别对应我们开始说的静压能、动能和位能， C是一个常量。也就是说，流体中任意一点的能量是相等的，如果不考虑位能，它也可以写成这样：

静压 + 动压 = 总压 = 常数

这也能解释，风流中某一点上风量与风压的变化关系，同场景下，当流速越大，风量也就越大，动压也就越大，那么静压就会越小，反之，当流速越小，风量也就越小，动压也就越小，那么静压就会越大，因为每点上的总压是恒定的。
日常生活中，有非常多的现象符合伯努利原理，比如车太快会容易飘、地铁站需要安全线等，最有名的案例是飞机为什么会飞，但这是个错误的例证。

还是来看看七个金球得主Messi的香蕉任意球，一定程度上也可以用伯努利原理来解释（当然用马格努斯效应更合理）。

足球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气流方向相同，相同方向的一侧气流速度会加快，另一侧则是逆流而行，受到的摩擦力会更大，气流速度下降，这样造成一侧压力小，一侧压力小，便会产生一个与运行方向垂直的力，使得球体偏离原本的方向，最终足球的飞行轨迹就变成了一条弧线。