比例定律及比轉(zhuǎn)速

比例定律和比轉(zhuǎn)數(shù)主講人：武晨華電廠熱能動力裝置專業(yè)泵與風(fēng)機運行檢修-微課01目錄比例定律及比轉(zhuǎn)速concents

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律問題的提出設(shè)計任務(wù)反復(fù)設(shè)計結(jié)構(gòu)要求：造價低、耗功少、效率高試驗→修改→受限三個問題解決①．實型設(shè)計→模型設(shè)計②．設(shè)計選型的捷徑：利用優(yōu)良的模型進行相似設(shè)計③．工程實際問題：不能滿足要求出力不足裕量過大轉(zhuǎn)速變化時進行性能的換算均需要在相似定律的指導(dǎo)下完成3《泵與風(fēng)機運行檢修》

1、相似條件1.相似定律保證流體流動相似必須具備幾何相似、運動相似和動力相似三個條件，即必須滿足模型和實型中任一對應(yīng)點上的同一物理量之間保持比例關(guān)系。

4《泵與風(fēng)機運行檢修》幾何相似是指模型和實型各對應(yīng)點的幾何尺寸成比例，比值相等，各對應(yīng)角、葉片數(shù)相等。運動相似是指模型和實型各對應(yīng)點的速度方向相同，大小成同一比值，對應(yīng)角相等。即流體在各對應(yīng)點的速度三角形相似。1、相似條件（1）幾何相似1.相似定律（2）運動相似

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律1、相似條件（3）動力相似動力相似是指模型和實型中相對應(yīng)點的各種力的方向相同，大小成比例。流體流動時主要受到以下四種力的作用：①慣性力②粘性力③重力④壓力起主導(dǎo)作用的力為慣性力和粘性力。所以，只要這兩種力相似就滿足了動力相似的條件。

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/29

2、相似定律在相似工況下，“實型”與“模型”的揚程、流量及功率有如下關(guān)系，此關(guān)系又叫相似定律。當(dāng)實型性能曲線上某一工況點A與模型性能曲線上工況點A’所對應(yīng)的流體運動相似，也就是相應(yīng)的速度三角形相似，則A與A’兩個工況為相似工況。1.相似定律

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律含義：幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似工況下運行時，其流量之比與幾何尺寸之比（一般用葉輪出口直徑D2）的三次方成正比，與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，與容積效率的一次方成正比。2、相似定律（1）

流量相似定律

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律（2）

揚程相似定律2、相似定律含義：幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似工況下運行時，其揚程之比與幾何尺寸比的平方成正比，與轉(zhuǎn)速比的平方成正比，與流動效率比的一次方成正比。

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律（3）

功率相似定律含義：幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似工況下運行時，其功率之比與幾何尺寸比的五次方成正比，與轉(zhuǎn)速比的三次方成正比，與密度比的一次方成正比，與機械效率比的一次方成反比。2、相似定律

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律3、相似定律的兩個重要特例特例1：兩臺完全相同或同一臺泵或風(fēng)機在轉(zhuǎn)速相同時輸送不同密度的流體，可得：

說明對于同一臺泵或風(fēng)機，改變工作介質(zhì)后，流量和揚程均不發(fā)生變化；全壓和功率與其密度成正比。由此，按熱態(tài)下運行選配原動機的泵或風(fēng)機，如火電廠中的引風(fēng)機，在冷態(tài)下試運行時，可能導(dǎo)致原動機過載。

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/29特例2：兩臺完全相同或同一臺泵或風(fēng)機在轉(zhuǎn)速改變時輸送相同密度的流體，即比例定律。1.相似定律3、相似定律的兩個重要特例

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/291.相似定律兩臺完全相同或同一臺泵或風(fēng)機在轉(zhuǎn)速改變

時輸送相同密度的流體，相似定律

可簡化為比例定律：

同一臺泵或風(fēng)機在相似工況下，流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比揚程(全壓)與轉(zhuǎn)速的二次方成正比

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/292.比轉(zhuǎn)速根據(jù)相似原理引入的一個與泵或風(fēng)機的幾何形狀特征和工作性能特點相聯(lián)系，且可由設(shè)計流量、揚程（全壓）、轉(zhuǎn)速求出的綜合性特征數(shù)（或相似判別數(shù)）稱為比轉(zhuǎn)數(shù)。泵風(fēng)機

qv

—設(shè)計工況下的單吸流量H—設(shè)計工況下的單級揚程p20

—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下設(shè)計工況的全壓

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/29我國規(guī)定：泵的比轉(zhuǎn)速在數(shù)值上等于幾何相似的泵在流量qvm=0.075m3/s、揚程Hm=1m時的轉(zhuǎn)速。風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速在數(shù)值上等于幾何相似的風(fēng)機在流量qvm=1m3/s、壓頭pm=1Pa時的轉(zhuǎn)速。2.比轉(zhuǎn)速

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/2903比轉(zhuǎn)速是由相似定律引出的一個綜合性相似特征數(shù)，不應(yīng)當(dāng)被理解為轉(zhuǎn)速的概念，而應(yīng)當(dāng)理解為比較泵或風(fēng)機型式的一個相似準(zhǔn)則數(shù)，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。01022.比轉(zhuǎn)速幾點說明：比轉(zhuǎn)速不是相似條件，而是相似的必然結(jié)果，即兩臺幾何相似的泵或風(fēng)機比轉(zhuǎn)速必然相等，相反，兩臺比轉(zhuǎn)速相等泵或風(fēng)機不一定相似。比轉(zhuǎn)速是工況的函數(shù)，取最佳工況，取值具有唯一性。

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/29

比轉(zhuǎn)速反映了某相似系列泵或風(fēng)機的性能參數(shù)方面的特點。比轉(zhuǎn)速大流量大、揚程低；反之亦然。比轉(zhuǎn)速反映了葉輪的幾何形狀。比轉(zhuǎn)速大b2/D2大、D2/D0小葉輪厚而??；反之亦然。比轉(zhuǎn)速反映了葉輪的幾何形狀。比轉(zhuǎn)速大b2/D2大、D2/D0小葉輪厚而??；反之亦然。比轉(zhuǎn)速的實用意義：2.比轉(zhuǎn)速123

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《泵與風(fēng)機運行檢修》2021/12/292.比轉(zhuǎn)速表2-1比轉(zhuǎn)速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系泵的類型離心泵混流泵軸流泵低比轉(zhuǎn)速中比轉(zhuǎn)速高比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速ns30＜ns＜8080＜ns＜150150＜ns＜300300＜ns＜500