静压力(PQ曲线)

什么是静压力（P）-风量曲线（Q）曲线？如何测量？
消费者考虑的一个关键参数是风扇能够提供的静压力，较少关注它是如何测量的，关于测量可以很直接的解释，让你理解起来没有太大的困难。

试想一个风扇以从管子外面自然空气中抽风的方式安装在一个开放管子的一端，将气流送入管道。

（Figure 1）
现在，让我们将一块板子放在管道的末端。

于是，下面发生的情况就很容易理解了：
Ａ；如果密封管道的一端，我们将得不到任何气流（Figure 1A）
B；如果轻轻地移动板子的留出一个小的空隙，将会有很小的一股气流（Firgure 1B）
C；开口越大，气流越大（Figure 1C）
P表示环境压力
D；完全打开，得到最大气流（Figure 1D）
E；装置没有改变的话，我们绝不可能得到比D情况下更大的气流。

为什么在A情况下的不到气流？因为管道是加压（盖子）的，风扇的驱动力不能超越管道的压力。

当管道处在类似于“泄露”的状态（B）下，不难想象这时管道内的压力低于A情况下的压力，这样风扇能够，尽管很艰难，把空气挤出管道。

当开口越来越大，管道内的压力趋小，空气越来越多的流出管道，也就是说，管道内的阻抗越来越小，风扇能更容易的驱动风。

当我们完全移开挡板，管内将没有额外的压力和其它阻力（假设为无粘性流动，没有摩擦力，靠近管壁没有边界层流。

），因此我们将得到最大风量。

通常我们用术语“静压力（static pressure）”来评估风扇的表现。

你可以把它理解为超越环境阻力的能力，最大静压力是风扇能产生的最大能量。

当环境压力低于最大静压力时，有气流产生。

静压力越大，风扇输出风量的能力越强。

Q-风量
风量表示由风扇在单位时间内输出的流量。

正如前面章节的描述，在D情况，即风扇两边没有压力差的情况，得到最大的排气量。

明白P-Q曲线的意义。

以上关于P和Q的描述和解释，你应该要知道，或者更进一步，利用 P-Q曲线来选择一款满足你需求的风扇。

Figure 2 是一个例子，纵坐标表示静压力，横坐标是风量。

风量最常使用的单位是CFM（cubic foot per minute）和CMM（cubic meter per minute）。

压力以英寸水柱或者毫米水柱为计量单位。

有时或许你会用其它单位，表1和表2可以帮助
你在不同单位间进行换算。

表 1 – Conversion Table of static pressure
表 2 – Conversion Table of Air Flow Rate
P-Q 曲线表示，当一个风扇被选用，它能输送的最大风量（当然，是在0静态压力下）；可以产生的以超过系统阻抗的最大压力（0风量情况下）；以及在这个极限情况之间风扇可以提供的所有风量。

现在你可能会有一个问题，当我把风扇装进系统以后，我如何准确的知道风扇的操作点。

事实上，这个一个需要更多知识而且也不是那么容易直接回答的问题（会在后面章节解释）。

如果对于那曲线你想知道的更多，那么建议选择形状较凸的。

例如，在Figure 3A中，曲线A和曲线B有相同的最大风量和最大静压力。

然而，A曲线的风扇要比B曲线的风扇好。

为什么？因为如果你需要的是风量Q的话，风扇A更“劲”（压力更高）以克服系统阻力。

或者你会想，如果要克服一个给定的阻力，A 可以比B提供更大的风量。

Figure 3B
但事实上，你很难找到形状那么简单的P-Q曲线（不论是凸的还是凹的）。

你会发现，有时，一条在中间下凹到某处的曲线，这表明风扇正在接近它的过度阶段（接近号称的“失速”情况）也表明压力的下降。

有时曲线的形状会更复杂。

这就是为什么在设计扇叶剖面的时候需要深入的空气动力学知识。

但是，对于你来说，当面对这个曲线的时候，根据经验越凸的越好。

另一个现实情况是仅仅通过比对曲线，你不能找到拥有相同比对基准的风扇。

不要觉得失败。

这给了你机会和那些风扇娱乐以找到正真能解决你冷却问题的那个风扇。

好好娱乐一下吧～！
测试方法及标准
风扇的表现通过性能曲线来反映，或者通过所谓的P-Q曲线。

测绘曲线通过测量风量和相关的压力。

测试使用基于AMCA 标准 210版的双腔室。

此方式需要一种设备—两个腔室的风洞（Figure 4）来创造不同环境下的压力，比便获得不同压力下的风量。

测试过程中，风流的体积通过测量吸嘴两边的压力差来获得。

风扇产生的静压力也能同时测得。

辅助鼓风机是产生从零到最大静压力差期望值的关键。

基本上，压力，或者压力差是通过文氏管（pitot venturi）测量的。

但是排气量是基于下列条件计算：
Q = 60 AV
Q = 排气量 (m3/min)
A = 吸嘴横截面积 = πD2/4 (m2)
D = 吸嘴直径
V =流过吸嘴的平均速度，通过下面的公式计算
V = (2g Pn /g)0.5 (m/sec)
g的单位为kg/m3（例如，在20℃，一个标准大气压下g=1.20）
ρ为重力加速度
Pn为压力差，以毫米水柱为单位。

平行与串联运作
平行运作是指两个或更多的风扇并排。

Figure 5 所示维单风扇与双风扇并联时候的P-Q 曲线。

可以看出当系统中没有阻抗的时候，使用两个风扇的时候风量为单个的两倍。

然而，也要注意到静压力没有改变。

这意味着在系统阻抗低的时候可以选用这种配置。

另一种多风扇配置是串联风扇。

这种情况下两个或更多的风扇被串联起来。

Figure 6 是单个风扇和两个串联风扇的P-Q曲线对比。

可以看出串联风扇的静压力成倍提升。

然后最大风量却没有改变。

所以当系统阻抗高的时候可以考虑使用串联配置。