基本概念
比轉(zhuǎn)數(shù)的定義圖
什么是比轉(zhuǎn)數(shù)?(Specific speed) 比轉(zhuǎn)數(shù)又稱比轉(zhuǎn)速,在設(shè)計風(fēng)機或水泵時,常從相似理論中引伸出一個綜合性參數(shù)——比轉(zhuǎn)數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)是在
一系列各種流量、風(fēng)壓(或揚程)的風(fēng)機或水泵中,假想一標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機或水泵,標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)壓為9.81Pa。風(fēng)量為1m3/s;標(biāo)準(zhǔn)水泵的揚程為1m,流量為75L/s(升/秒)。此時,風(fēng)機或水泵應(yīng)該具有的轉(zhuǎn)數(shù)即為比轉(zhuǎn)數(shù)ns。凡以此標(biāo)準(zhǔn)相似比例制造的風(fēng)機(或水泵),都稱為這個比轉(zhuǎn)數(shù)ns系列風(fēng)機(或水泵)。
比轉(zhuǎn)數(shù)較全面地反映了風(fēng)機(或水泵)的特性,綜合了風(fēng)機(或水泵)的流量、全壓、轉(zhuǎn)速三者之間的關(guān)系。比轉(zhuǎn)數(shù)大,說明風(fēng)機(或水泵)在同流量下,風(fēng)壓(或揚程)低;比轉(zhuǎn)數(shù)小,說明風(fēng)機(或水泵)在同流量下,風(fēng)壓(或揚程)高。
對于同系列相似的風(fēng)機,不論其尺寸大小,其比轉(zhuǎn)數(shù)是相等的。不同系列相似的風(fēng)機有不同的比轉(zhuǎn)數(shù)。比如,離心式風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)一般小于軸流式風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)。
公式定義
比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪型的關(guān)系圖
水輪機、動力式泵和通風(fēng)機等透平機械常用的一個重要參數(shù),又稱比轉(zhuǎn)速。比轉(zhuǎn)數(shù)的概念最早在研究水輪機時引用,以后又廣泛應(yīng)用于動力式泵和通風(fēng)機。由于各國采用的計量單位不同,比轉(zhuǎn)數(shù)定義和計算得到的比轉(zhuǎn)數(shù)值也不相同。表1表示中國對比轉(zhuǎn)數(shù)的定義。表中 n為轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分); qV為流量(立方米/秒); N為功率(千瓦); H為水輪機的水頭或泵的揚程(米); p為全壓(帕)。①水輪機的比轉(zhuǎn)數(shù)在數(shù)值上等于幾何相似的水輪機在1米水頭下發(fā)出1千瓦功率時的轉(zhuǎn)速。幾何相似是指兩機器通流部分所有對應(yīng)尺寸之比為常數(shù),對應(yīng)角度相等。②泵的比轉(zhuǎn)數(shù)在數(shù)值上等于幾何相似的泵在流量為0.075立方米/秒、揚程達1米時的轉(zhuǎn)數(shù)。③通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)在數(shù)值上等于幾何相似的通風(fēng)機在全壓為1帕,流量為1立方米/秒時的轉(zhuǎn)速。比轉(zhuǎn)數(shù)并不具有轉(zhuǎn)速的物理概念,它是由相似條件得出的一個綜合性參數(shù),但它本身不是相似準(zhǔn)則。保持相似的兩臺機器,比轉(zhuǎn)數(shù)相等;然而兩機器比轉(zhuǎn)數(shù)相等卻不一定相似。比轉(zhuǎn)數(shù)隨運行工況而變,一般所指的機器比轉(zhuǎn)數(shù)是按最高效率點或額定工況點的參數(shù)計算的。主要分類
比轉(zhuǎn)數(shù)可以作為機器分類、系列化和相似設(shè)計的依據(jù)。比轉(zhuǎn)數(shù)小反映機器的流量小,全壓(或揚程、水頭)高;反之,比轉(zhuǎn)數(shù)大則機器的流量大,全壓(或揚程、水頭)低。前者適合離心式,后者適合軸流式,混流式(斜流式)介于兩者之間,所以可用比轉(zhuǎn)數(shù)大小劃分機器類型。在設(shè)計機器時先按給定的參數(shù)計算比轉(zhuǎn)數(shù),再根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)大小決定機器類型。
比轉(zhuǎn)數(shù)大小也反映葉輪的形狀。表2為不同類型泵的比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀的關(guān)系。比轉(zhuǎn)數(shù)越大葉輪外徑就越小,而寬度越大。反之,比轉(zhuǎn)數(shù)越小,則葉輪外徑越大,寬度越小。在一定流量和全壓(或揚程、水頭)下,比轉(zhuǎn)數(shù)與機器轉(zhuǎn)速成正比。提高轉(zhuǎn)速可減小葉輪外徑,增加寬度;而降低轉(zhuǎn)速,則須增加葉輪外徑,減小寬度。
在編制機器系列時,適當(dāng)?shù)?a class="dict" href="/azgame/od2747207.html">選擇流量、全壓(揚程、水頭)和轉(zhuǎn)速的組合,可使比轉(zhuǎn)數(shù)在系列型譜上均勻分布。以比轉(zhuǎn)數(shù)為基礎(chǔ)安排機器系列,可大大減少機器模型的數(shù)目。在進行機器的相似設(shè)計時,可選擇1臺比轉(zhuǎn)數(shù)相等或接近的、性能良好的機器作為模型機器,再將模型機器的幾何尺寸按比例放大或縮小,得到新機器的幾何尺寸。