比例定律及比转速

比例定律和比转数主讲人：武晨华电厂热能动力装置专业泵与风机运行检修-微课01目录比例定律及比转速concents

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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律问题的提出设计任务反复设计结构要求：造价低、耗功少、效率高试验→修改→受限三个问题解决①．实型设计→模型设计②．设计选型的捷径：利用优良的模型进行相似设计③．工程实际问题：不能满足要求出力不足裕量过大转速变化时进行性能的换算均需要在相似定律的指导下完成3《泵与风机运行检修》

1、相似条件1.相似定律保证流体流动相似必须具备几何相似、运动相似和动力相似三个条件，即必须满足模型和实型中任一对应点上的同一物理量之间保持比例关系。

4《泵与风机运行检修》几何相似是指模型和实型各对应点的几何尺寸成比例，比值相等，各对应角、叶片数相等。运动相似是指模型和实型各对应点的速度方向相同，大小成同一比值，对应角相等。即流体在各对应点的速度三角形相似。1、相似条件（1）几何相似1.相似定律（2）运动相似

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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律1、相似条件（3）动力相似动力相似是指模型和实型中相对应点的各种力的方向相同，大小成比例。流体流动时主要受到以下四种力的作用：①惯性力②粘性力③重力④压力起主导作用的力为惯性力和粘性力。所以，只要这两种力相似就满足了动力相似的条件。

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《泵与风机运行检修》2021/12/29

2、相似定律在相似工况下，“实型”与“模型”的扬程、流量及功率有如下关系，此关系又叫相似定律。当实型性能曲线上某一工况点A与模型性能曲线上工况点A’所对应的流体运动相似，也就是相应的速度三角形相似，则A与A’两个工况为相似工况。1.相似定律

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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律含义：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其流量之比与几何尺寸之比（一般用叶轮出口直径D2）的三次方成正比，与转速的一次方成正比，与容积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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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律（2）

扬程相似定律2、相似定律含义：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其扬程之比与几何尺寸比的平方成正比，与转速比的平方成正比，与流动效率比的一次方成正比。

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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律（3）

功率相似定律含义：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其功率之比与几何尺寸比的五次方成正比，与转速比的三次方成正比，与密度比的一次方成正比，与机械效率比的一次方成反比。2、相似定律

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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律3、相似定律的两个重要特例特例1：两台完全相同或同一台泵或风机在转速相同时输送不同密度的流体，可得：

说明对于同一台泵或风机，改变工作介质后，流量和扬程均不发生变化；全压和功率与其密度成正比。由此，按热态下运行选配原动机的泵或风机，如火电厂中的引风机，在冷态下试运行时，可能导致原动机过载。

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《泵与风机运行检修》2021/12/29特例2：两台完全相同或同一台泵或风机在转速改变时输送相同密度的流体，即比例定律。1.相似定律3、相似定律的两个重要特例

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《泵与风机运行检修》2021/12/291.相似定律两台完全相同或同一台泵或风机在转速改变

时输送相同密度的流体，相似定律

可简化为比例定律：

同一台泵或风机在相似工况下，流量与转速的一次方成正比轴功率与转速的三次方成正比扬程(全压)与转速的二次方成正比

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《泵与风机运行检修》2021/12/292.比转速根据相似原理引入的一个与泵或风机的几何形状特征和工作性能特点相联系，且可由设计流量、扬程（全压）、转速求出的综合性特征数（或相似判别数）称为比转数。泵风机

qv

—设计工况下的单吸流量H—设计工况下的单级扬程p20

—标准状态下设计工况的全压

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《泵与风机运行检修》2021/12/29我国规定：泵的比转速在数值上等于几何相似的泵在流量qvm=0.075m3/s、扬程Hm=1m时的转速。风机的比转速在数值上等于几何相似的风机在流量qvm=1m3/s、压头pm=1Pa时的转速。2.比转速

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《泵与风机运行检修》2021/12/2903比转速是由相似定律引出的一个综合性相似特征数，不应当被理解为转速的概念，而应当理解为比较泵或风机型式的一个相似准则数，与转速无关。01022.比转速几点说明：比转速不是相似条件，而是相似的必然结果，即两台几何相似的泵或风机比转速必然相等，相反，两台比转速相等泵或风机不一定相似。比转速是工况的函数，取最佳工况，取值具有唯一性。

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比转速反映了某相似系列泵或风机的性能参数方面的特点。比转速大流量大、扬程低；反之亦然。比转速反映了叶轮的几何形状。比转速大b2/D2大、D2/D0小叶轮厚而小；反之亦然。比转速反映了叶轮的几何形状。比转速大b2/D2大、D2/D0小叶轮厚而小；反之亦然。比转速的实用意义：2.比转速123

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《泵与风机运行检修》2021/12/292.比转速表2-1比转速与叶轮形状和性能曲线形状的关系泵的类型离心泵混流泵轴流泵低比转速中比转速高比转速比转速ns30＜ns＜8080＜ns＜150150＜ns＜300300＜ns＜500