А начнем мы, пожалуй, с выяснения причин возникновения шума (нежелательного звука) при функционировании вентиляторов, установленных в компьютерных системах (в составе CPU-кулеры ACER или же отдельно в компьютерном корпусе). Существует всего два основныхмеханизма возникновения шума вентиляторов, и соответственно этот шум принято разделять на две категории:
аэродинамический шум
механический шум
Аэродинамический шум. Если основная причина возникновения аэродинамического шума, скажем так, тривиальна (вращение крыльчатки вентилятора), то физика этого явления достаточно сложна. Поэтому я не буду особенно вдаваться в детали, а лишь отмечу, что источником шума в этом случае являются вихри в турбулентном пограничном слое, возникающем на поверхности лопастей крыльчатки. Интенсивность шума здесь зависит от угла атаки и скорости вращения крыльчатки (чем больше угол атаки и выше скорость вращения, тем больше оказывается интенсивность аэродинамического шума). Спектр аэродинамического шума вентиляторов является непрерывным (широкополосный шум) и, как правило, имеет максимальную интенсивность на частоте:
Fmax = K*(Vb/d*cosα),
где K – коэффициент, определяемый конфигурацией вентилятора; Vb – линейная скорость лопасти (м/с); d – максимальная толщина лопасти; α – угол атаки.
Дополнительным источником аэродинамического шума являются препятствия на входе и, особенно, на выходе вентилятора. В частности, таким "препятствием" является радиатор кулера. Основная причина шума в этом случае – те же самые вихри в турбулентном пограничном слое, только теперь пограничный слой образуется уже на поверхности ребер радиатора. Интенсивность шума зависит здесь от скорости воздушного потока и конфигурации препятствий.
Механический шум. Как следует из названия, источником такого шума являются подшипники вентиляторов. Среди пользователей бытует мнение, что механический шум возникает только вследствие износа или конструктивных дефектов подшипников и должен практически отсутствовать у исправных вентиляторов. В реальной жизни все обстоит иначе: идеальных подшипников, конечно же, не бывает! :)
Если взять в рассмотрение стандартный подшипник скольжения, то и на поверхности вала, и на внутренней поверхности втулки обязательно присутствуют микроскопические трещины, раковины и т.п. Очевидно, что при этом в паре вал-втулка возникает трение, и без шума тут уже не обойтись. Определенный шумовой вклад вносят и стопорные шайбы, которые вращаются (точнее говоря, проворачиваются) вместе с валом.
Что же касается конструктивных дефектов подшипника, то они могут серьезно усугубить ситуацию и значительно увеличить интенсивность шума. Наиболее существенным из них в случае подшипника скольжения является дисбаланс ротора (крыльчатки), который обычно приводит к так называемой эллипсности втулки (на поперечном срезе внутренняя поверхность втулки имеет форму эллипса вместо окружности). Такой дефект является причиной появления четко выраженных тонов в низко- и среднечастотной области спектра шума подшипника. Интенсивность шума при этом увеличивается, и в субъективном ощущении он становится весьма раздражающим. Также очень неблагоприятно влияют на акустические свойства вентилятора на подшипнике скольжения некачественная смазка (или ее недостаточность) и большой зазор между валом и втулкой.
Если обратиться теперь к подшипникам качения, то сама их конструкция предрасполагает к шуму. Ведь это целый комплекс трущихся деталей: внутреннее и внешнее кольцо (обоймы), тела качения (шарики), сепаратор. Более того, подшипники качения, в отличие от подшипников скольжения, очень восприимчивы к внешним механическим воздействиям (удары, падения и т.п.). И, как следствие, имеют богатый "букет" дефектов, что обычно приводит к более высокой интенсивности шума. Поэтому нет ничего удивительного в том, что вентиляторы на подшипниках качения даже в нормальном (исправном) состоянии обычно на 2-3 дБА шумнее своих "близнецов" на подшипниках скольжения.
Вообще говоря, существует еще одна категория шума, связанного с CPU-кулеры ACER в компьютерных системах. Это так называемая структурная вибрация. Но к ней мы обратимся несколько позже.
аэродинамический шум
механический шум
Аэродинамический шум. Если основная причина возникновения аэродинамического шума, скажем так, тривиальна (вращение крыльчатки вентилятора), то физика этого явления достаточно сложна. Поэтому я не буду особенно вдаваться в детали, а лишь отмечу, что источником шума в этом случае являются вихри в турбулентном пограничном слое, возникающем на поверхности лопастей крыльчатки. Интенсивность шума здесь зависит от угла атаки и скорости вращения крыльчатки (чем больше угол атаки и выше скорость вращения, тем больше оказывается интенсивность аэродинамического шума). Спектр аэродинамического шума вентиляторов является непрерывным (широкополосный шум) и, как правило, имеет максимальную интенсивность на частоте:
Fmax = K*(Vb/d*cosα),
где K – коэффициент, определяемый конфигурацией вентилятора; Vb – линейная скорость лопасти (м/с); d – максимальная толщина лопасти; α – угол атаки.
Дополнительным источником аэродинамического шума являются препятствия на входе и, особенно, на выходе вентилятора. В частности, таким "препятствием" является радиатор кулера. Основная причина шума в этом случае – те же самые вихри в турбулентном пограничном слое, только теперь пограничный слой образуется уже на поверхности ребер радиатора. Интенсивность шума зависит здесь от скорости воздушного потока и конфигурации препятствий.
Механический шум. Как следует из названия, источником такого шума являются подшипники вентиляторов. Среди пользователей бытует мнение, что механический шум возникает только вследствие износа или конструктивных дефектов подшипников и должен практически отсутствовать у исправных вентиляторов. В реальной жизни все обстоит иначе: идеальных подшипников, конечно же, не бывает! :)
Если взять в рассмотрение стандартный подшипник скольжения, то и на поверхности вала, и на внутренней поверхности втулки обязательно присутствуют микроскопические трещины, раковины и т.п. Очевидно, что при этом в паре вал-втулка возникает трение, и без шума тут уже не обойтись. Определенный шумовой вклад вносят и стопорные шайбы, которые вращаются (точнее говоря, проворачиваются) вместе с валом.
Что же касается конструктивных дефектов подшипника, то они могут серьезно усугубить ситуацию и значительно увеличить интенсивность шума. Наиболее существенным из них в случае подшипника скольжения является дисбаланс ротора (крыльчатки), который обычно приводит к так называемой эллипсности втулки (на поперечном срезе внутренняя поверхность втулки имеет форму эллипса вместо окружности). Такой дефект является причиной появления четко выраженных тонов в низко- и среднечастотной области спектра шума подшипника. Интенсивность шума при этом увеличивается, и в субъективном ощущении он становится весьма раздражающим. Также очень неблагоприятно влияют на акустические свойства вентилятора на подшипнике скольжения некачественная смазка (или ее недостаточность) и большой зазор между валом и втулкой.
Если обратиться теперь к подшипникам качения, то сама их конструкция предрасполагает к шуму. Ведь это целый комплекс трущихся деталей: внутреннее и внешнее кольцо (обоймы), тела качения (шарики), сепаратор. Более того, подшипники качения, в отличие от подшипников скольжения, очень восприимчивы к внешним механическим воздействиям (удары, падения и т.п.). И, как следствие, имеют богатый "букет" дефектов, что обычно приводит к более высокой интенсивности шума. Поэтому нет ничего удивительного в том, что вентиляторы на подшипниках качения даже в нормальном (исправном) состоянии обычно на 2-3 дБА шумнее своих "близнецов" на подшипниках скольжения.
Вообще говоря, существует еще одна категория шума, связанного с CPU-кулеры ACER в компьютерных системах. Это так называемая структурная вибрация. Но к ней мы обратимся несколько позже.
没有评论:
发表评论