3. 风道设计基础
风道并不是“机箱里空着的那块地方”，而是被结构件、PCB、散热器和线缆共同围合出来的、供空气定向流动的通道。它的作用是把冷空气从进风口引导到发热器件表面，再把吸热后的空气送到出风口排出。判断一个风道是否成立，只需问三个问题：空气从哪里进、经过哪些发热面、从哪里出。如果这三个答案不唯一，风道就是发散的，风扇再强也会出现回流与短路。
风道设计的第一步是确定冷却方式。自然对流依靠空气受热后密度降低产生的浮升力驱动，其换热能力大致与温升的 1.25 次方成正比，可用简化关系估算：Q ≈ h·A·ΔT，其中 h 在自然对流下通常只有 3～10 W/(m²·K)。这意味着自然对流每平方厘米能带走的功率非常有限，一般适用于总功耗几瓦、热流密度低于 0.01 W/cm² 的小型设备。强制风冷则用风扇建立压差，把 h 提升到 20～100 W/(m²·K)，同时用风量直接带走热量，适用功率可提高一到两个数量级。
Q = ρ·c_p·V̇·ΔT。取 ρ≈1.16 kg/m³、c_p≈1005 J/(kg·K)，则 V̇(CFM) ≈ 1.76 × Q(W) / ΔT(℃)。例如 60 W 功耗、允许空气温升 12 ℃，需要约 8.8 CFM 的有效风量；若风道漏风 30%，风扇标称风量应选到 12～13 CFM 以上。开孔位置决定了风道的“入口”和“出口”。基本原则是进风口低、出风口高，顺应热空气上升方向；进风口应避开热源正上方和出风口附近，防止排出的热风被重新吸入。开孔面积需要与风扇匹配：进风开孔的有效通流面积建议不小于风扇迎风面积的 1.2～1.5 倍，否则会在入口形成节流，风扇实际工作点向小风量、高压头方向偏移。开孔形式对阻力的影响很大，圆孔、六边形蜂窝孔的开孔率通常为 40%～60%，而长条栅格若方向与气流垂直，局部阻力系数可高出 2～3 倍。
风扇布局要解决“推”还是“拉”。吹风（正压）把冷风直接送到热源，适合局部热点明确、需要定向冷却的场景，但风扇自身电机发热会进入风道；抽风（负压）把热空气从机箱内抽出，机箱内气流分布较均匀，但进风口容易积尘。多风扇时应避免“对吹”，两台风扇面对面会把气流顶在中间形成滞止区；串联可提高压头，适合风道阻力大的长通道；并联可提高风量，适合阻力小的开阔机箱。风扇与出风口的距离不宜小于 1 倍风扇直径，否则背压升高、噪声增大。
风道阻力与流量的关系是设计的核心。空气在通道中流动会遇到沿程摩擦阻力和局部阻力（进风口、滤网、散热器齿间、出风格栅、弯折处），总阻力近似与流量的平方成正比：ΔP = K·V̇²。风扇本身有 P-Q 特性曲线，风量越大压头越低。把系统阻力曲线与风扇曲线画在同一张 P-Q 图上，交点就是实际工作点。若增加滤网或缩小开孔，阻力曲线变陡，工作点左移，风量下降，温升随之上升。这就是为什么“换更大风量的风扇”有时效果不明显——如果阻力主要来自入口节流，风扇只是工作在更低效率区。
降低阻力的手段按收益排序：扩大进风口有效面积、缩短风道路径、减少急弯（用圆弧或导流板代替直角）、让散热器齿方向与气流方向一致、避免线缆横穿风道。散热器齿间距过小会显著增加阻力，自然对流时齿间距通常取 8～12 mm，强制风冷时可缩小到 2～4 mm，但需核算该间距下的压降是否仍在风扇能力范围内。
V̇ ≈ 1.76·Q/ΔT 估算所需有效风量，再按开孔率折算风扇标称风量，然后核对进风面积、进出风口高差、风扇串并联方式，最后用 P-Q 工作点确认风量是否达标。任何一步不满足，优先改结构而不是换风扇。实际设计中还要注意风道的“密封性”。机箱上多余的缝隙、未使用的接口开孔、面板与壳体之间的间隙，都会形成旁路，让空气绕开热源直接流向出风口。可以用挡板、泡棉或导流罩把旁路封住，把风量逼到发热面上。对于局部热点，可在散热器上方加导流罩，把冷风集中吹过齿间，而不是让它在机箱内自由扩散。风道设计的目标不是让风扇转得快，而是让每一份风量都经过需要冷却的表面。