葉片式風(fēng)機(jī)的相似定律及其變頻調(diào)速節(jié)能原理的分析

　　葉片式風(fēng)機(jī)水泵屬平方轉(zhuǎn)矩型負(fù)載，即其軸上需要提供的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比。風(fēng)機(jī)水泵在滿足三個(gè)相似條件（幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似）的情況下遵循相似定律。對(duì)于同一臺(tái)風(fēng)機(jī)（或水泵），當(dāng)輸送流體的密度籽不變僅轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其性能參數(shù)的變化遵循比例定律，即流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比；壓頭（揚(yáng)程）與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；軸功率則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。所以有人認(rèn)為，如果水泵轉(zhuǎn)速是其額定轉(zhuǎn)速的50%時(shí)，則功耗只有額定值的12.5%，節(jié)能率可達(dá)87.5%。

　　果真如此嗎？否。風(fēng)機(jī)水泵比例定律的三大關(guān)系式的使用是有條件的，在實(shí)際使用中，風(fēng)機(jī)水泵由于受系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行工況的限制，并不能簡(jiǎn)單地套用比例定律來(lái)計(jì)算調(diào)速范圍和估算節(jié)能效果，而應(yīng)將實(shí)際工況轉(zhuǎn)化為相似工況后，才能用比例定律進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果的差別還是很大的。作為變頻器的生產(chǎn)廠家，特別是專門研究變頻控制的專家學(xué)者，必須明明白白地告訴用戶，風(fēng)機(jī)水泵的變頻節(jié)能到底是怎么一回事，而不能有意無(wú)意地誤導(dǎo)用戶，片面夸大節(jié)能效果。

　1 風(fēng)機(jī)（水泵）的幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似

　　兩臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）若幾何相似，就是說(shuō)它們的形狀完全相同，只是大小不同，其中一臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）相當(dāng)于另一臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）按一定比例的放大或縮小。舉個(gè)形象的例子，兩張不同比例尺的中國(guó)地圖，它們是幾何相似的，但大小相差一定的倍數(shù)。應(yīng)指出的是，本講所說(shuō)的兩臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）幾何相似，是指其通流部分的幾何相似，并不是要求泵（風(fēng)機(jī)）之間的輪廓外形也必須幾何相似。

　　兩臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）的運(yùn)動(dòng)相似是指兩臺(tái)幾何相似泵（風(fēng)機(jī)）通流部分各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度三角形相似。顯然，只有當(dāng)兩臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）的通流部分幾何相似，才有可能運(yùn)動(dòng)相似，但滿足幾何相似條件的，不一定滿足運(yùn)動(dòng)相似的條件，只有當(dāng)兩臺(tái)幾何相似泵（風(fēng)機(jī)）都在對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)運(yùn)行時(shí)（例如：都運(yùn)行在最高效率工況點(diǎn)時(shí)），才是運(yùn)動(dòng)相似，所以運(yùn)動(dòng)相似又稱工況相似。

　　兩臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵）的動(dòng)力相似則是指作用于兩臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）內(nèi)各對(duì)應(yīng)點(diǎn)上力的方向相同，大小成比例。

　　作用于泵（風(fēng)機(jī)）內(nèi)流體的力主要有慣性力、粘性力的總壓力。因此，為使泵（風(fēng)機(jī)）中的動(dòng)力相似，必須讓對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的慣性力與彈性力（或壓力與密度）之比相等，慣性力與粘性力之比相等。