ファンの熱を解決する：対流を利用して熱源を運び出す

ファンは空気動力機械であり、空気の圧力と速度を増加させる空気力学的な機械です。冷却装置ではファンを使って空気の速度を増加させ、強制対流効果を得て熱源からより多くの熱を運び出すために使用されます。ファンは回転軸の向きと空気の出る方向で軸流ファンと遠心ファンに分類され、空気の出る方向が軸流ファンは回転軸と平行、遠心ファンは垂直です。
ファンの性能曲線は、そのファンが使用に適しているかどうかを理解するための最も重要な情報です。下図において横軸は風量Q、縦軸は圧力ΔPであり、実線はファン流量と圧力の性能曲線、破線はシステムのインピーダンス曲線であり、両線の交点を動作点とします。

流量は単位時間内に機械流体媒体を通過する量であり、表示方法は体積流量と質量流量に分けられます。体積流量の単位はm³/s、m³/h或L/s，またはL/sであり、質量流量の単位はkg/s、kg/minまたはkg/hです。質量保存則によって機械内部の漏洩を無視すると、機械が安定に作動するときに機械内部の各断面を通過する質量流量は等しくなり、非圧縮流れの場合には体積流量も同じになります。
ファンでは体積流量は風量とも呼ばれ、風量表示単位はCFM(ft³/min)で表されることが多く、下表は風量単位の換算表です。

ファン効率はファン軸電力を入力して流体運動エネルギーに換算する効率で、全圧効率、静圧効率及び水力効率に分類されます。

ファンの使用に関しては、より小さい熱源約10 W以下の場合には自然対流を使用し、熱源のワット数が増加するにつれてファンを使用して強制対流を形成してより多くの熱を逃がす必要があります。また、ファンは使用できるスペースの大きさによって異なり、効果的なエアフロー設計により、より効果的に温度を下げることができます。

 

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