在我們生活中，像吊扇、臺扇這些在夏天幾乎是必不可少的，在各種電子設備中，也隨時都可以見到大大小小的各色風扇，在我們天天打交道的電腦中，風扇更是如影隨行，機箱中有前置風扇、后置風扇，顯卡上一般都有兩三個小風扇，風冷和水冷散熱器上那風扇必須是標配了。很顯然，我們、尤其是我們的電腦那是離不開風扇了！
這些風扇有什么用呢？你一定會說，風扇吹出來的風涼快，可以幫助散熱，恭喜你答對了~但我們還是要看看它到底是怎么幫助散熱的。
一點熱力學常識
在中學物理我們學過，自然界中熱傳遞有三種基本方式：傳導、對流和輻射，熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分，叫做傳導；而靠液體或氣體的流動來傳熱的方式叫做對流；熱由物體沿直線向外射出，叫做輻射。
既然有借助外力的強制對流，也***存在有自然對流，自然對流***是無外力推動由流體自身溫度場的不均勻所引起的流動。無論是強制對流還是自然對流，它們的熱流量都可以這樣來描述：
熱流量 = 對流傳熱系數(shù) × 物體表面積 ×（物體表面溫度 - 流體溫度）
顯然同樣條件下，對流傳熱系數(shù)將決定熱流量的大小，在這兒強制對流傳熱系數(shù)遠強于自然對流傳熱系數(shù)，比如空氣自然對流傳熱系數(shù)5 ～ 25W/(m2*K)，強制對流傳熱系數(shù)20 ～ 300W/(m2*K)，水的自然對流 200 ～1000W/(m2*K)，強制對流 1000 ～ 15000W/(m2*K)，可以看到，雖然說在不同情況下傳熱系數(shù)略有不同，但總體上，強制對流傳熱系數(shù)一般是自然對流系數(shù)的5-10倍，所以，借助風扇外力的強制對流方式能極大提升熱流量，有效地幫助物體進行散熱！
再以一個標準的風冷散熱器為例，熱量從散熱器轉移到空氣中，以下是它的熱轉換模型：
熱轉換量 = 空氣比熱 × 流動的空氣重量 × 空氣上升的溫度
在這樣一個方程式中，流動的空氣重量是和風量（風量的概念下面會詳細講到）成正比的，直觀上來說，更好的風扇能在同樣的時間內(nèi)吸入更多新的冷空氣，單位時間內(nèi)與散熱器交換的熱量也***更多，也***是更大的風量會帶來更好的散熱效果，但是，在電腦機箱這種空間有限的地方，這件事也不是這么簡單。
在機箱這種體積并不算大，且并不是******理想的環(huán)境下，除過我們?nèi)粘ｊP心的RGB燈光效果和風扇轉速外，決定風扇的核心散熱能力的兩大因素是風量和風壓。
風量與風壓
風量：單位時間內(nèi)流過的空氣總體積
風量指的***是風扇單位時間內(nèi)送出或吸入的空氣總體積，單位主要是CFM（立方英尺/每分鐘），有時還會使用立方米每小時這個單位，既M/H，貓頭鷹的風扇上***經(jīng)常用這個單位，比如大名鼎鼎的NF-A12，風量數(shù)據(jù)為102.1 立方米每小時 [M/H]，經(jīng)過換算大概是60.09立方英尺每分鐘 [CFM]。
在前面我們已經(jīng)說過了，大風量是散熱系統(tǒng)的核心，同一時間內(nèi)吹入更多新的冷空氣***可以加快熱傳遞，***終帶來更好的散熱效果，在計算上，風量=出風口面積×平均風速，反應到實際情況中，***是風扇尺寸越大、轉速越高、風量越大。
我找到了一些市場上比較熱門的風量扇給大家做對比，可以看到各品牌的12cm的風扇在擁有更高轉速的情況下，風量還是遠不如14cm風扇的，甚至因為更高的轉速還會帶來更高的噪音。
風壓：風扇提供的動力
而風壓***是為了能夠正常通風，設備所需要克服的阻力，通常指風扇出風口與入風口的壓強差，我們一般會將測量到的壓力的變化值稱為靜壓，一般來講散熱風扇中的風壓都是指靜壓，在散熱風扇上我們使用一個不常見的單位：mmHO，既毫米水柱。
風壓的概念有點復雜，簡單點講***是給氣流增加多少壓力，讓它吹得更遠，相對于風量***是：一個只管進風吹，吹到那里去了不負責。一個只管把風吹的遠，吹進去多少不負責。當然了，放在散熱系統(tǒng)里面，我們肯定是希望風扇吹的更遠的，能將冷風送到機箱的***深處，或者吹過整個散熱鰭片。
為了做到這一點，風量扇和風壓扇在設計上有不同的取向，通常風壓扇的扇葉數(shù)量較少，但形狀都比較復雜，且總體上傾角偏大，這樣的目的***是在氣流經(jīng)過風扇時，給氣流增加更大的壓力。
風量風壓很難兼得
風量和風壓是兩個相對的概念，在定量定溫的情況下，理想氣體的體積與氣體的壓強成反比，即 V = K/P （V是指氣體的體積，P指壓強，K為一常數(shù)），也***是******的玻意耳（Boyle）定律，玻意耳是英國化學家，他在1662年提出“在密閉容器中的定量氣體，在恒溫下，氣體的壓強和體積成反比關系。”這也是人類歷************個被發(fā)現(xiàn)的“定律”。
在風扇設計中，通常通過扇葉的設計來調(diào)控風壓和風量的大小。也***是扇葉才是一個風扇的靈魂，像扇葉葉片數(shù)目、葉片曲率、葉片傾角、葉片沖角、葉片寬度、葉間間隙等，都會影響到風扇的性能，且它們間相互制約，關系復雜，基本是要反復調(diào)整來尋找一個適合目標的平衡點。
比如扇葉越偏向細長，留出給空氣流通的空隙比較大大，這樣容易實現(xiàn)大風量，但這樣***會犧牲一些風壓性能。而風壓扇則普遍擁有厚實的扇葉，這樣會導致吹過的空氣少，也***是風量下降，但會更利于推動空氣加速，可以實現(xiàn)更大的風壓。
ARCTIC A12 風量扇 / ARCTIC P12 風壓扇
提高轉速可以兼顧部分風量與風壓
當然了，從散熱的角度上講，要想散熱效果好，風量風壓都得高，以上所說的風量扇和風壓扇都是在同樣功率或者相對安靜情況下的取舍，如果你不在乎噪音，那其實是可以部分兼顧的，比如有一些工業(yè)扇，在放寬的噪音的情況下，提高功率轉速后可以同時達到很高的風量和風壓水平。3000轉的貓頭鷹NF-A14，可以提供269.3M/H（158.3CFM）的風量和10.52mmH2O的風壓，遠超普通14cm風扇的水平，但如果仔細研究***可以發(fā)現(xiàn)，這款風扇還是比較偏向于風壓的，在3000轉的情況下風量上相比1800轉左右的風扇是2倍左右的水平，但在風壓上已經(jīng)是接近4倍多。
***是說雖然風量風壓在理論上有取舍，但如果直接強行拉高轉速，也是可以兼顧到一部分，這里還有一份先馬的冰風風扇的轉速和風量風壓的對比圖，可以看到隨著轉速的提高，風扇的風壓風量都有所提升，當然噪音也有所提升。
現(xiàn)在的風扇廠商也都在宣傳同時兼顧風量和風壓，但在電腦散熱這種小直徑的風扇上，還是更容易做到更高的風壓，總體上，高端散熱風扇也比較偏向于風壓。
實際情況更復雜
在了解了風壓風量的單位后，我們***可以根據(jù)這些數(shù)值來認真分析下，如果你是風冷散熱器，在單塔且塔身不算厚的情況下，建議使用風量扇，畢竟大風量還是散熱的核心，但如果是一些鰭片布置非常密集的散熱器那一定是建議使用風壓扇，風壓不夠的話空氣******無法到底鰭片后半部，毫無疑問***會影響到散熱效果。對于一體式水冷來說，絕大多數(shù)情況下，都建議使用風壓扇，如果是一些特制的薄冷排，也可以使用風量扇，我找來一些360的水冷產(chǎn)品，可以發(fā)現(xiàn)，上面搭載的風扇幾乎都是風壓扇。
但如果是在機箱的散熱上事情***變的復雜了起來，我們此前在一篇講解風量風壓扇的文章里***建議風壓做進風，風量做出風。因為機箱的設計千奇百怪，總體上機箱的前面板距離散熱器較遠，有一些機箱在進風口后面***是硬盤架，甚至有些手辦愛好者還會在機箱里面放娃娃，大家不要太迷信所謂風道，而CPU散熱器尾部和機箱尾部出風口的距離一般是比較固定的，也不會有什么障礙物，所以我們建議前進風使用風壓風扇，出風使用風量風扇，除非機箱本身是ITX或者體積比較小機箱。
總結：為了散熱，風扇不可少
在散熱系統(tǒng)中，風扇提供動力，將機械能轉換為空氣的動能和勢能，強制空氣對流，能很好的幫助目標散熱，哪怕是只有500RPM的轉速，那也是質的飛躍，所以，如果可以，盡量為你的散熱系統(tǒng)配上風扇。
至于是風量與風壓的考慮，稍顯復雜，基本原則***是，如果風扇提供的冷空氣達不到你需要散熱的部位，***換用更大風壓的風扇，否則，使用更大風量的風扇。當然實際情況會復雜些，有時也可以適當取舍，在性能、噪音、美觀等方面達到一個平衡。
總的來說如果你想只看篇文章***找到合適的散熱方案那不太可能，電腦散熱仍然需要取舍，我見過不少說自己對噪音******不在乎的人，在聽到3000轉風扇的怒吼后紛紛表示：還是安靜一點的好。而不同的機箱和硬件組合需要大量的測試和驗證，本文主要還是基于理論方面的說明，對于玩家自己的散熱方案僅供參考。
