1、泵與風機 Pumps and Fans一一、比轉速、比轉速 1-10 1-10 比轉速和型式數比轉速和型式數 二、二、型式數型式數 問題的提出問題的提出 泵與風機 Pumps and Fans問題的提出問題的提出 相似設計相似設計如何選型如何選型眼花繚亂；眼花繚亂； qV, H, n結構型式結構型式結構尺寸結構尺寸尋求：尋求： 綜合的特征參數綜合的特征參數= = ( (性能性能, ,結構結構) )流量相似定律流量相似定律或全壓相似定律或全壓相似定律揚程相似定律揚程相似定律構造之；構造之；目的：目的：用于泵與風機的理論研究、選擇和設計中。用于泵與風機的理論研究、選擇和設計中。1.32cnDqmp

2、V2.222cnDHmp平方，平方，立方立方除以除以泵與風機 Pumps and Fans一、比轉速一、比轉速 （一）泵的比轉速（一）泵的比轉速 4/3s65. 3HqnnV（1-119） 3.653.65引自原蘇聯水輪機的比轉速：引自原蘇聯水輪機的比轉速：4/5sHPnn ，將，將P（馬力，（馬力，PS）7351000eHgqPV 不同國別、不同單位比轉速的換算不同國別、不同單位比轉速的換算如表如表1-71-7所示。所示。泵與風機 Pumps and Fans表表1-7 不同國別、不同單位比轉速的換算不同國別、不同單位比轉速的換算 注注 ft英尺； USgal美加侖；UKgal英加侖4/3s

3、65. 3HqnnV4/3qHqnnV泵與風機 Pumps and Fans（二）風機的比轉速：（二）風機的比轉速： 3/420ypqnnV（1-1221-122）4/3y2 . 1pqnnV（1-1231-123） 由于由于kgf/m2=9.80665Pa，故，故單位單位比轉速的比轉速的9.806653/4，并取整。，并取整。（三）關于比轉速的幾點說明（三）關于比轉速的幾點說明 1 取值具有唯一性（最佳工況）。取值具有唯一性（最佳工況）。 2 是比較泵或風機型式的相似準則數，與轉速無關。是比較泵或風機型式的相似準則數，與轉速無關。 泵與風機 Pumps and Fans 3 不是相似條件，而

4、是相似的必然結果。不是相似條件，而是相似的必然結果。 4 以單吸單級葉輪為標準，計算時應注意：以單吸單級葉輪為標準，計算時應注意：. 對對雙吸單級雙吸單級泵，以泵，以. 對對單吸多級單吸多級泵，以泵，以. 對對雙吸多級雙吸多級泵，以泵，以qV、H. 參數單位：參數單位：qV (m3/s)、H (m)、p (Pa)、n (r/min)（四）比轉速的應用（四）比轉速的應用3、用比轉速可以大致決定泵與風機的型式、用比轉速可以大致決定泵與風機的型式1、比轉速可以反映泵與風機的結構特點、比轉速可以反映泵與風機的結構特點2、比轉速可以大致反映性能曲線的變化趨勢、比轉速可以大致反映性能曲線的變化趨勢 4、用

5、比轉速可以進行泵與風機的相似設計、用比轉速可以進行泵與風機的相似設計參見表參見表1-9泵與風機 Pumps and Fans 表表1-9 比轉速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關系比轉速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關系泵與風機 Pumps and Fans續表續表1-91-9泵與風機 Pumps and Fans二、型式數二、型式數 比轉速在實際應用中的主要缺點是：它是一個有因次的相比轉速在實際應用中的主要缺點是：它是一個有因次的相似準則數，因而其通用性受到很大限制，也不利于學術交流和似準則數，因而其通用性受到很大限制，也不利于學術交流和國際間的貿易往來。國際間的貿易往來。 為此，國際標準化組織（為此

6、，國際標準化組織（ISO/TC）定義了無因次型式數，）定義了無因次型式數，其計算公式為：其計算公式為：4/3)g(2HqnV（1-124） 并以此取代現在用的比轉速。并以此取代現在用的比轉速。泵與風機 Pumps and Fans 由于它是無因次數，因而具有廣泛的通用性；由于它是無因次數，因而具有廣泛的通用性； 作為兩泵流動的相似準則數，物理意義清楚，概念統作為兩泵流動的相似準則數，物理意義清楚，概念統一，便于理解和掌握；一，便于理解和掌握； 與泵所輸送流體的密度無關，可唯一地確定葉輪的幾與泵所輸送流體的密度無關，可唯一地確定葉輪的幾何形狀。何形狀。 使用缺點是數值偏小。使用缺點是數值偏小。二

7、、型式數二、型式數應用型式數的主要優點是：應用型式數的主要優點是：泵與風機 Pumps and Fans3-2 葉片式通風機的無因次性能葉片式通風機的無因次性能曲線和空氣動力學略圖曲線和空氣動力學略圖一、問題的提出一、問題的提出二、無因次性能參數和無因次性能曲線二、無因次性能參數和無因次性能曲線三、無因次性能參數的意義三、無因次性能參數的意義四、通風機的空氣動力學略圖四、通風機的空氣動力學略圖泵與風機 Pumps and Fans一、問題的提出一、問題的提出對同一系列（相似）風機，可依據相似定律實現；對對同一系列（相似）風機，可依據相似定律實現；對不同系列（不相似）風機，則不能依此進行，需要構

8、造一個比不同系列（不相似）風機，則不能依此進行，需要構造一個比較的方法。較的方法。在實際工程中，為選擇合適的風機，需要進行風機性在實際工程中，為選擇合適的風機，需要進行風機性能的比較。能的比較。 那么，若將所有不同系列風機的性能曲線繪制在一張圖上，就那么，若將所有不同系列風機的性能曲線繪制在一張圖上，就可以進行風機性能的比較了?？梢赃M行風機性能的比較了。 結構結構轉速轉速密度密度風機風機性能性能= f計量單位計量單位設法除去設法除去則對同一系列則對同一系列風機就只有一風機就只有一組性能參數。組性能參數。泵與風機 Pumps and Fans一、問題的提出一、問題的提出 由于這時的參數已沒有因次

9、，故稱為無由于這時的參數已沒有因次，故稱為無因次性能參數，由其所描述的曲線稱為無因次性能曲線。用之因次性能參數，由其所描述的曲線稱為無因次性能曲線。用之實現不同系列風機的性能比較。實現不同系列風機的性能比較。 對于同一系列風機，在相似的運行工況下有：對于同一系列風機，在相似的運行工況下有：VmVpVpVqcnDqnDqnDq132323221pcnDpnDpnDpmpp222222222221sh3352sh352sh352sh21PcnDPnDPnDPmppOqVpp2mp1qVAqVAqVApApApAA AA OVqpVAqApA泵與風機 Pumps and Fans二、無因次性能參數和

10、無因次性能曲線二、無因次性能參數和無因次性能曲線 )m(4222222ADD 葉輪圓面積；葉輪圓面積；1、定義方法、定義方法 (m/s)60222unDnD 葉輪圓周速度；葉輪圓周速度；)kg/m(3流體的密度。流體的密度。1.32cnDqmpV2.222cnDpmp3.352shcnDPmp泵與風機 Pumps and Fans二、無因次性能參數和無因次性能曲線二、無因次性能參數和無因次性能曲線2、無因次性能參數的定義式、無因次性能參數的定義式 效率系數：效率系數：功率系數：功率系數：全壓系數：全壓系數：流量系數：流量系數：232shsh22221000AuPPuppAuqqVV（3-2）（

11、3-4）（3-7）泵與風機 Pumps and Fans二、無因次性能參數和無因次性能曲線二、無因次性能參數和無因次性能曲線3、無因次性能曲線、無因次性能曲線圖圖3-15 是是 4-13（72）5 通風機的性能曲線和無因次性能曲通風機的性能曲線和無因次性能曲線。由圖不難看出，兩者形狀完全相同。線。由圖不難看出，兩者形狀完全相同。 應該指出：當應該指出：當 n和和 D2較大時，由于較大時，由于的的影響，兩者會略有不同。影響，兩者會略有不同。 泵與風機 Pumps and Fans三、無因次性能參數的意義三、無因次性能參數的意義 1、對于同一系列的通風機，其無因次性能參數具有唯一、對于同一系列的通

12、風機，其無因次性能參數具有唯一性。換言之：它是相似準則數，是相似的結果性。換言之：它是相似準則數，是相似的結果 。 2、對于不同系列的通風機，其無因次性能參數與通風機、對于不同系列的通風機，其無因次性能參數與通風機的幾何尺寸、的幾何尺寸、 轉速及輸送流體的種類無關，轉速及輸送流體的種類無關， 而只與通風機的而只與通風機的類型有關。類型有關。 3、。將不同系將不同系列通風機的無因次性能曲線集中在一起，列通風機的無因次性能曲線集中在一起， 。泵與風機 Pumps and Fans四、通風機的空氣動力學略圖四、通風機的空氣動力學略圖 由于同一系列的通風機都是按相似方法設計的，因此，它由于同一系列的通

13、風機都是按相似方法設計的，因此，它們的無因次性能曲線相同，流道的幾何形狀相似。故們的無因次性能曲線相同，流道的幾何形狀相似。故 即，相似的通風機，每臺所有各通流部分的尺寸與其葉輪即，相似的通風機，每臺所有各通流部分的尺寸與其葉輪外徑外徑D2的比值都對應相等。的比值都對應相等。lDDDDbbbb 2m2P1m1P2m2p1m1p 為了便于系列相似設計，風機行業通常把模型風機的葉輪為了便于系列相似設計，風機行業通常把模型風機的葉輪外徑外徑D2 作為作為100， 求出各通流部分相對求出各通流部分相對D2 的尺寸，并以此尺寸的尺寸，并以此尺寸繪制通風機的幾何圖形繪制通風機的幾何圖形。泵與風機 Pump

14、s and Fans，4-73型離心通風機例圖如圖型離心通風機例圖如圖3-16所示。所示。 泵與風機 Pumps and Fans3-3 葉片式通風機的葉片式通風機的選擇曲線概述選擇曲線概述一、什么是葉片式通風機的選擇曲線一、什么是葉片式通風機的選擇曲線二、目的二、目的三、三組等值線及其特點三、三組等值線及其特點泵與風機 Pumps and Fans一、什么是葉片式通風機的選擇曲線一、什么是葉片式通風機的選擇曲線選擇曲線是選擇曲線是把在把在下，對應于無因下，對應于無因次性能曲線上次性能曲線上的的的的D2，n、u2以及相應的以及相應的qV、p、Pgr，也稱同系列通風機的對數坐標圖。，也稱同系列通

15、風機的對數坐標圖。選擇曲線表示了同系列通風機的主要參數選擇曲線表示了同系列通風機的主要參數n、D2、u2、qV、p、及及Pgr等之間的關系。等之間的關系。二、目的二、目的 便于選擇風機產品（由制造廠提供風機）。便于選擇風機產品（由制造廠提供風機）。泵與風機 Pumps and Fans9401675960111450周速（周速（m/s）qV（10000m3/h）全壓（全壓（10Pa）三、三組等值線及其特點三、三組等值線及其特點泵與風機 Pumps and Fans三、三組等值線及其特點三、三組等值線及其特點等機號線所通過的幾條性能曲線表示在等機號線所通過的幾條性能曲線表示在同一機號不同轉速同一機號不同轉速下的性能曲線；下的性能曲線；等轉速線所通過的幾條性能曲線表示在等轉速線所通過的幾條性能曲線表