风扇选型计算器

一、设计依据

1. 风扇工作点是风扇 P-Q 特性曲线与系统阻力曲线的交点，由 ΔP_fan(q) = ΔP_sys(q) 求解
2. 风扇曲线采用简化模型 ΔP_fan = Pmax·[1 − (q/Qmax)^n]，n 为曲线指数（n = 2 近似抛物线形，实际风扇须按厂家曲线拟合）
3. 系统阻力曲线 ΔP_sys = K·q²（湍流区管路阻力与流量平方成正比）
4. 并联时有效自由风量 Qmax 按台数倍增，静压不变；串联时有效最大静压 Pmax 按台数倍增，风量不变（理想化假设，实际叠加效率低于理论值）
5. 求解方法：在 0 ~ Qmax 区间对上式作二分法迭代，本计算器迭代 80 次
6. 空气密度按国际标准大气（ISA）由温度与海拔计算：ρ = 1.2 × (293.15/T) × (1 − 2.2558×10⁻⁵·h)^5.2561，其中 1.2 kg/m³ 是 20℃ 海平面密度，即风扇厂家标定 P-Q 曲线的惯例工况
7. 风扇相似定律（同几何尺寸、同密度）：风量与转速成正比、静压与转速平方成正比、功率与转速立方成正比；本计算器按转速比 r 换算 Qmax′=Qmax·r、Pmax′=Pmax·r²
8. 密度修正：风扇压力能力与实际空气密度成正比，Pmax 乘 ρ/1.2；系统阻力系数 K 同样正比于密度，本计算器约定输入的 K 已是实际密度下的值（「风道阻力曲线」计算器默认按 1.2 kg/m³，温差大时按密度比折算后再填入）
9. 设计目标风量 q_t = 需求风量 × 选型余量系数（余量 10~30% 为工程惯例，覆盖滤网阻力波动、器件老化与实测偏差，非标准强制条款）
10. 寿命末期口径：滤网积尘使系统阻力随运行时间增大，按 K_end = 脏堵系数 × K 校核第二个工作点（脏堵系数按滤网厂家终阻力或现场实测确定，1.5 为常用起点）
11. 功率估算链：气动功率 P_air = q_op·ΔP_op，轴功率 = P_air/风扇全压效率（轴流风扇典型 0.3~0.6，经验值），输入电功率 = 轴功率/电机效率（典型 0.75~0.9，经验值）
12. 规格反推口径：按工作点落在自由风量约 70% 处的工程惯例（兼顾效率区与失速裕度）反推铭牌规格下限 Qmax 与 Pmax

二、计算参数

三、计算过程

四、校核结论

五、备注

1. 风扇曲线在本计算器用简化解析式表达，只为快速估算工作点。实际风扇 P-Q 曲线常存在失速区，工作点若落在该区域会出现风量不稳、噪声突增，这一现象简化模型无法反映，关键设计必须在厂家原始曲线上作图求交点。
2. 失速区提醒按「工作风量低于自由风量 40%」的经验阈值给出（轴流风扇常见范围，具体位置因叶轮设计差异很大），只用于提示回厂家曲线核对，不作为判定依据。
3. 多风扇并联的风量叠加与串联的静压叠加都是理想化假设。实际因相互干扰、进出风口互相抢风，叠加效率明显低于理论值，尤其在高阻力系统中并联收益很小。
4. 系统阻力系数 K 必须与实际风道相符。滤网积尘会使 K 随时间增大、工作点左移风量下降，选型时应按滤网寿命末期的阻力考虑——本计算器的寿命末期工作点即按此口径给出，脏堵系数请按滤网厂家终阻力或实测修正。
5. 风扇相似定律在额定转速附近精度较好；转速比低于约 0.2 或电压/PWM 调速的非线性会使换算失真，低速工况应以厂家调速曲线为准。
6. 密度公式为国际标准大气（ISA）干空气模型，海拔适用范围约 5000 m 以内；高温高湿空气的含湿量修正未计入。
7. 功率估算中的风扇效率与电机效率是典型经验值，实际效率随工况点在效率曲线上移动，估算结果只用于电源容量与热设计裕量，不能替代厂家额定功率。
8. 本计算器只算风量、静压与功率估算，未涉及噪声。风扇转速与噪声高度相关，提高静压往往以噪声为代价，有噪声限值要求时须同时核对厂家噪声数据。
9. 本计算书由工程师平台（gcjsq.com）自动生成，计算结果仅供设计参考。 正式设计文件须由具备相应资格的注册工程师复核并签署， 平台不对据此产生的设计后果承担责任。