超静音型电脑风扇散热器的机械设计

《超静音型电脑风扇散热器的机械设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、超静音型电脑风扇散热器的机械设计1.1本课题来源进入18世纪是科技快速发展的时代，很多新生事物接踵而来。尤其电子计算机的诞生，让科技突飞猛进，很多疑难问题，经过计算机都能轻易解决。需要人工大量运算的问题，经计算机几秒钟就能搞定。时代在进步，计算机也不仅仅应用在当初科学计算等专业领域了。由于计算机制造在进步，速度越来越快，体积越来越小，价格越来越便宜，让计算机也走进了我们的日常生活中，走进了千家万户，走进了各行各界，计算机已经无所不在了。计算机的性能也是今非昔比，单核心处理器由最初每秒计算五千次，到现在每秒二十亿（主频2.0Ghz）次以上。但速度的提高确是以功耗增加和发热

2、量增大为代价的，为了让电脑硬件不至于因高温罢工，必然要加大散热风扇和中塔式散热片，与此同时噪声增加得也非常大。图1占据着主板大半壁江山的高档中塔式CPU散热器1.2本课题意义和作用42人们感到畅快的同时，噪声问题越来越让人感到厌烦，因此拥有一台极致静音的电脑一直是DIY玩家的梦想。虽然国家已经出了电脑噪音标准，个人电脑不得高于55分贝，网吧电脑不得高于45分贝，但这个标准在夜深人静时还是让人心烦的。而且非品牌机，个人自己组装电脑很多达不到标准。不少DIY玩家想方设法减低噪音，如为消除转速高达每秒7200转的硬盘噪音，采取悬挂硬盘的方式，为了消灭风扇噪音，不惜重金买水冷装

3、置，但还有问题，水冷装置的水箱散热还是需要风扇的，而且整套水冷近千元的价格也不是普通的人愿意接受的，短时间内风冷的地位还是无可动摇的。因此设计出一种静音型带风扇的散热器非常实用。本文针对通常的散热风扇噪音大的问题，面向用户和环保的要求，来设计可以大幅降低风扇噪音的机械结构。从扇叶角度和曲率的选择，转速的选择，轴承和电机的设计，以及风量和风压的校核，多个风扇之间的匹配问题进行了详细设计。给电脑前的人们创造安静的环境。1.3目前国内厂商静音版散热器风扇的静音情况在本次设计之初，预先调查研究了国内几个知名电脑散热配件厂商的设计和制造现状。查阅了国内四大主力厂商，九州风神、超频

4、三、酷冷至尊和Tt的相关信息。由于静音的概念很早就已经提出了，所以各大厂商纷纷推出了自己的静音版散热器，每个厂商都有了自己的一整套技术。很多方式和技术的相似性，形成了一种趋势，已经掌握了静音的基本规律，例如，优化风叶的各种角度和曲线。以大直径低转速风扇取代小直径高转速风扇。使用新型电机轴承，以滚珠轴承取代含油轴承，液态轴承取代滚珠轴承，还有更好的磁悬浮轴承及精密陶瓷轴承。扇叶数目也广泛采用了单数。扇叶形状也基本形成了几大种：蝉翼形、小翼形、镰刀形、蝠翼形等几种。各有各的优级点。各个静音版散热器如雨后春笋般出现在市面上。很多标称静音值达到了20分贝以下。图2超频三的可拆卸

5、蝉翼形风叶（引自百度图片）1.4本课题研究的内容42这些大厂虽然产品静音效果十分显著，但其中还存在一些问题，很多静音版风扇，由于设计花费时间长，制造技术要求也比较高，选材也要精选，因此往往价格很高，用户需花很多钱购买，本次课题，从大众角度出发，站在普通用户角度，来设计一种即节约成本，又能达到静音效果的大众化风扇散热器。论文总体包含以下内容：（1）对大众化机箱结构分析，确定机箱风道走向，估算散热器可制造的体积范围。设计面积尽量大的散热片。（2）分析中央处理器的发热量，散热环境情况，计算所需风量。（3）根据散热片所需风量来设计风扇，确定使用材料。（4）根据转速和允许噪音值合

6、理选择和设计轴承。（5）根据风扇参数选择电机类型，计算电机铁芯大小、线圈匝数及漆包线截面积。确定线圈缠绕方式，优化电机体积。（6）与机箱其它位置风扇配套。2风扇扇叶的设计2.1确定民众化的处理器发热量2.1.1确定分析对象本次避开了高端的发烧级别的处理器，如英特尔二代酷睿（Core）i7、AMD八核推土机这类号称变态类的处理器，发烧级玩家通常要配备更大号的机箱和更大体积散热器，甚至加水冷，不是民众化的，而本课题研究的是大众化的处理器的散热器。同时也避开了过于老旧的处理器，课题针对LGA775针脚及以上、1156针脚及以下等针脚的英特尔和AMD处理器散热器的设计（注：针脚

7、指电脑处理器接口针脚的数目类别，不同针脚处理器要搭配不同的电脑主板）。采样了多种型号处理器的热功耗（详见附录1）。图3LGA775针脚处理器背面的针脚触点（引自百度图片）422.1.2分析处理器发热量在官方网站上查阅处理器厂商的技术资料，找到各个处理器的厂商标定电功耗值。双核到四核CPU通常在60瓦到125瓦之间。分析处理器发热的来源。分析处理器消耗的电能转换成了哪些能量，根据热力学第一定律即能量守恒定律（能量即不能凭空产生，也不能凭空消失，只能由一种形式能转换成另一种形式能），处理器工作中整体没有运动，所以转换成机械能的部分为零；同理重