作者：Digi-Key工程师 Rick Wiens
这是风扇选型及应用指南的附属网页，讨论风扇噪声相关事项；噪声源头、处理方式以及与其他器件参数的一般相关性。
机械噪声
机械振动的原因有许多，其中包括轴承磨损、运动部件机械不平衡和扭矩波动；在整个机械旋转过程中，施加在电机轴上的机械力并不是完全恒定的。虽然可以通过制造和设计的优化来减少机械振动，但机械振动仍然不是“是否存在”的问题，而是“有多严重”的问题。风扇与一些大型系统的物理连接会形成机械路径，风扇振动可通过该路径传播，找到更有效的方式成为声学噪声；机械系统中的大多数物品，只要能以风扇产生噪声的大致频率移动或振动，都会如此，在此过程充当机械放大器。尤其是某种机械冲击的结果，例如金属板外壳壁对内部支架的振动。除了固定系统的各个部分以免振动外，建议在安装硬件时使用弹性（橡胶）材料，抑制风扇到系统的振动传输，减少特定风扇/系统组合的机械噪声。
空气动力噪声
与风扇参数的关系
空气运动产生的噪声很大程度上是湍流的结果——气流并非沿着表面或通过某种限制平稳流动，而是变得无序且不规则。
流体速度是湍流的关键因素之一；一般来说，气流越快，意味着湍流越大，噪声越大。下方的图1-3显示了在撰写本文时厂商已公布的Digi-Key风扇噪声系数，也是标称转速、标称流速（额定风量除以框架面积）和最大静压的函数。噪声等级的明确划分可作为额定转速和框架尺寸的函数；一般来说，更大、更快的风扇产生的噪声比更小或更慢的风扇大。然而，作为通过风扇孔径的额定流体流速或最大可输送静压的函数来看，噪声水平似乎成为了两者的一般对数函数，框架尺寸的影响变得不那么明显。
图 1. 管轴式风扇的标称噪声水平与额定速度。请注意图中按风扇尺寸分类的明显带状分布。
图 2. 噪声与通过风扇的标称流速。请注意，不同的风扇尺寸缺乏显著区别。
图 3. 标称噪声额定值与最大静压。虽然不太明显，但确实出现了按风扇尺寸分组的一些情况。
进/排气口
虽然风扇本身显然是潜在的流动相关噪声源，但在电子系统中，风扇常常在封闭的空间中移动空气，因此它们移动的所有空气必须通过系统另一端的排气（或进气）口。增加这一通风口的尺寸能够降低空气的通过速度，在一段时间内实现特定体积的流量以及驱动该流量所需的静压大小。建议使用面积至少为风扇框架尺寸1.5倍的通风口，以便减少此来源造成的噪声和静压降以及使空气流过系统所消耗的电能。
图 4. 大的排气/进气端口（左）能够实现低流速通过端口、低压降和安静流动，小的端口（右）会导致大压降以及快速、嘈杂的空气流动。
风扇护罩
保护手指等免受旋转风扇伤害（反之亦然）的某种屏障是一种常见的必要装置，并且通常与某种类型的过滤相结合。无论是作为分立组件还是直接安装到外壳壁上，它们对系统噪声和静压降的贡献都是巨大的，不应忽视。
正如预期的那样，被格栅或护罩阻挡的风扇孔径比例是引起过多噪音和压降的主要因素。然而，这不是唯一的因素；护罩结构构件的横截面形状、与风扇的安装距离以及开口的几何形状都会产生影响。预测给定护罩的声学行为是个复杂话题，但一些概念对于培养对此事的直观感觉有很大帮助。
首先，拐角和锋利边缘比圆滑表面更有可能在流经的气流中引起湍流，湍流则会转化为噪声。出于这一原因，弯曲金属丝类的护罩可能比用金属板冲压出来的护罩噪声小，并且具有其他的等效几何形状。
第二，糟糕的风扇护罩和出色的警报器有很多共同之处。机械警报器的基本概念是使用本质属于风扇的装置来加压空气，将风扇包围在有开口的护罩中，通过风扇叶片的移动实现阻挡或打开，从而以间断的方式释放空气。为了避免影响这种效果：
- 在离风扇有一定距离的地方安装护罩
- 注意障碍物与较近的叶片边缘平行的几何形状。
- 注意多个风扇叶片同时经过遮挡物后的几何形状
图 5. 特意产生噪音的风扇护罩，通过违反上述理念实现这一效果。请注意护罩和风扇之间距离增加所带来的变化。
过滤器
风扇过滤器的目的是让空气通过，同时限制其他东西的通行，特别是空气中的灰尘、棉絮和其他碎屑，这些碎屑在待冷却的表面上形成隔热堆积，会降低强制风冷的效果。放在系统进气口的过滤器可以捕获一部分此类材料，避免它们沉积在系统内部，否则清理不太方便，更可能出现其他问题（短路等）。
风扇过滤器还可以通过一些方式降低噪声。过滤器处的静压降会降低流量，从而降低通过特定系统的流速，减少流量相关的噪声。它们也可以像流量扩散器一样，将较大的流体（例如通过护罩/格栅中每个小孔的流体）分成许多较小流体，其声学效应更有可能相互抵消，或者不那么令人反感。过滤介质也能在有限的范围内起到隔音帘的作用，减少噪声从一边到另一边的传播。
无论是过滤灰尘还是噪声，过滤器的孔隙率特性对过滤器的有效性和长期性能都有很大影响。孔隙较大的过滤器元件对气流的阻力较小，会让更多不需要的物体通过，堵塞的速度较慢。无论选择何种过滤器，维护对于实现最佳的系统性能和使用寿命都很重要。这也是件麻烦事…在可行的情况下，使用温度监测和速度控制风扇，将风量减少至效果所需的最小值，最大限度地降低过多的过滤器负载，延长所需过滤器服务的时间，并对过滤器负载和系统健康监测进行补偿。
最后，风扇过滤器还能限制辐射信号的通过。如果气流/风扇安装所需的孔看起来像一扇敞开的门或者天线（更糟的话），由导电金属网制成的过滤器元件是将高频无线电信号保持在系统外壳指定一侧的有效手段。请注意，在这种用法中，为了尽可能提高效率，需要与器件的底盘进行密切的电气接触。
图 6. （从左至右）：09325-F/30、09325-F/45、LFG80和06325-SS，用于80mm管轴式风扇的各种过滤器。请注意过滤器元件中不同程度的孔隙率。