قوانین قرابت چیست؟

قوانین پیوستگی (که قوانین فن یا قوانین پمپ نیز نامیده میشوند) مجموعهای از سه رابطه هستند که چگونگی تغییر جریان، هد/فشار و توان را با سرعت دورانی یا قطر پروانه برای پمپهای گریز از مرکز، فنها و توربینها توصیف میکنند. جریان به صورت خطی، هد به صورت مربع و توان به صورت مکعب نسبت سرعت تغییر میکنند.

قوانین خویشاوندی چه زمانی اعمال میشوند؟

قوانین پیوستگی در مورد پمپهای گریز از مرکز، فنها و دمندههایی که روی یک منحنی سیستم ثابت کار میکنند، اعمال میشوند. آنها شرایط هندسی مشابه و جریان تراکمناپذیر را فرض میکنند. آنها برای تغییرات سرعت تا حدود ±30% از نقطه طراحی، بهترین عملکرد را دارند.

محدودیتهای قوانین خویشاوندی چیست؟

قوانین پیوستگی تقریبی هستند. آنها تغییرات راندمان در شرایط خارج از طراحی، تغییر منحنی سیستم، کاویتاسیون یا اثرات تراکمپذیری را در نظر نمیگیرند. برای تغییرات زیاد سرعت یا قطر (>30%)، عملکرد واقعی ممکن است به طور قابل توجهی از پیشبینیها متفاوت باشد.

کنترل سرعت VFD چگونه باعث صرفهجویی در مصرف انرژی میشود؟

از آنجا که توان با مکعب سرعت تغییر میکند، حتی کاهش اندک سرعت نیز منجر به صرفهجویی زیادی در انرژی میشود. کاهش سرعت به میزان 20%، مصرف برق را تقریباً 49% کاهش میدهد (0.8³ = 0.512). به همین دلیل است که درایوهای فرکانس متغیر (VFD) در مقایسه با شیرهای تنظیم جریان، برای کنترل جریان بسیار مقرون به صرفه هستند.

رابطه بین جریان و فشار چیست؟

طبق قوانین پیوستگی، اگر سرعت به نسبت r تغییر کند، جریان به اندازه r و فشار/هد به اندازه r² تغییر میکند. بنابراین اگر سرعت را دو برابر کنید، جریان دو برابر میشود اما فشار چهار برابر میشود. اگر سرعت را نصف کنید، جریان نصف میشود اما فشار به یک چهارم کاهش مییابد.

ابزار مهندسی رایگان

ماشین حساب قوانین وابستگی

محاسبه جریان، هد/فشار و توان جدید هنگام تغییر سرعت پمپ یا فن (یا قطر پروانه). بر اساس قوانین پیوستگی پمپ‌های گریز از مرکز.

پمپ‌ها و فن‌ها سرعت و قطر صرفه‌جویی در VFD

سرعت اصلی (دور در دقیقه)

سرعت جدید (دور در دقیقه)

جریان اصلی Q₁ (متر مکعب بر ساعت، گالن در دقیقه، CFM…)

هد/فشار اصلی H₁ (متر، فوت، اینچ عرض ...)

توان اصلی P₁ (کیلووات، اسب بخار…)

پیش‌تنظیم‌های سریع

Results

جریان جدید Q₂

—

هد جدید / فشار H₂

—

پاور جدید₂

—

نسبت سرعت (n₂/n₁)

—

نسبت جریان (Q₂/Q₁)

—

نسبت هد (H₂/H₁)

—

نسبت توان (P₂/P₁)

—

سه قانون وابستگی

قوانین پیوستگی، دبی، هد (فشار) و توان را به تغییرات سرعت دورانی یا قطر پروانه برای پمپ‌های گریز از مرکز، فن‌ها و دمنده‌ها مرتبط می‌کنند:

که در آن نسبت می‌تواند n₂/n₁ (تغییر سرعت) یا D₂/D₁ (تغییر قطر) باشد.

تغییر سرعت در مقابل تغییر قطر

روابط ریاضی یکسانی برای تغییرات سرعت و تغییرات قطر پروانه اعمال می‌شود:

پارامتر	تغییر سرعت	تغییر قطر
جریان Q	Q₂ = Q₁ × (n₂/n₁)	Q₂ = Q₁ × (D₂/D₁)
سر اچ	H₂ = H₁ × (n₂/n₁)²	H₂ = H₁ × (D₂/D₁)²
پاور پی	P₂ = P₁ × (n₂/n₁)³	P₂ = P₁ × (D₂/D₁)³

صرفه‌جویی در مصرف انرژی با VFD

بینش کلیدی: قدرت به صورت زیر تغییر می‌کند مکعب کاهش سرعت. کاهش سرعت 20% تقریباً 49% در مصرف برق صرفه‌جویی می‌کند (0.8³ = 0.512). به همین دلیل است که درایوهای فرکانس متغیر (VFD) یکی از مقرون به صرفه‌ترین اقدامات برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای پمپ‌ها و فن‌ها هستند.

کاهش سرعت	کاهش جریان	کوچک کردن سر	صرفه‌جویی در مصرف برق
10%	10%	19%	27%
20%	20%	36%	49%
30%	30%	51%	66%
40%	40%	64%	78%
50%	50%	75%	88%

مثال عملی

مثال - افزایش سرعت پمپ گریز از مرکز

با توجه به: n₁ = 1450 دور در دقیقه، n₂ = 1750 دور در دقیقه، Q₁ = 100 متر مکعب بر ساعت، H₁ = 25 متر مکعب، P₁ = 7.5 کیلووات

نسبت سرعت r = 1750 / 1450 = 1.2069

Q₂ = ۱۰۰ × ۱.۲۰۶۹ = ۱۲۰.۷ متر مکعب بر ساعت

H₂ = 25 × 1.2069² = ۳۶.۴ متر

P₂ = ۷.۵ × ۱.۲۰۶۹³ = ۱۳.۲ کیلووات

⚠️ محدودیت‌ها: قوانین پیوستگی، راندمان ثابت، شرایط هندسی مشابه و جریان تراکم‌ناپذیر را در نظر می‌گیرند. برای تغییرات سرعت فراتر از ±30%، عملکرد واقعی ممکن است به طور قابل توجهی متفاوت باشد. قوانین تنظیم سرعت پروانه نسبت به قوانین تغییر سرعت دقت کمتری دارند - همیشه با منحنی‌های سازنده تأیید کنید.

ماشین حساب قوانین پیوستگی | تغییر سرعت پمپ و فن

منتشر شده توسط مدیر روی فوریه ۱۵, ۲۰۲۶ فوریه ۱۵, ۲۰۲۶

Results

سه قانون وابستگی

تغییر سرعت در مقابل تغییر قطر

صرفه‌جویی در مصرف انرژی با VFD

مثال عملی