Mik az affinitási törvények?

Az affinitási törvények (más néven ventilátortörvények vagy szivattyútörvények) három összefüggésből álló halmaz, amelyek leírják, hogyan változik az áramlás, a nyomás/magasság és a teljesítmény a forgási sebességgel vagy a járókerék átmérőjével centrifugális szivattyúk, ventilátorok és turbinák esetében. Az áramlás lineárisan, a nyomás/magasság négyzetesen, a teljesítmény pedig a sebességarány köbében változik.

Mikor érvényesülnek az affinitási törvények?

Az affinitási törvények rögzített rendszergörbén működő centrifugálszivattyúkra, ventilátorokra és fúvókra vonatkoznak. Geometriailag hasonló feltételeket és összenyomhatatlan áramlást feltételeznek. A tervezési ponttól számított körülbelül ±30% sebességváltozásig működnek a legjobban.

Milyen korlátai vannak az affinitási törvényeknek?

Az affinitási törvények közelítések. Nem veszik figyelembe a tervezési körülmények között bekövetkező hatásfokváltozásokat, a rendszer görbéjének eltolódását, a kavitációt vagy az összenyomhatósági hatásokat. Nagy sebesség- vagy átmérőváltozások (>30%) esetén a tényleges teljesítmény jelentősen eltérhet az előrejelzésektől.

Hogyan takarít meg energiát a VFD sebességszabályozás?

Mivel a teljesítmény a sebesség köbével arányosan változik, már egy kis sebességcsökkentés is jelentős energiamegtakarítást eredményez. A sebesség 20%-vel történő csökkentése körülbelül 49%-vel (0,8³ = 0,512) csökkenti az energiafogyasztást. Ezért a változtatható frekvenciájú hajtások (VFD-k) rendkívül költséghatékonyak az áramlásszabályozásban a fojtószelepekhez képest.

Mi a kapcsolat az áramlás és a nyomás között?

Az affinitási törvények szerint, ha a sebesség r arányban változik, az áramlás r arányban, a nyomás/magasság pedig r² arányban változik. Tehát, ha megduplázzuk a sebességet, az áramlás megduplázódik, de a nyomás négyszeresére nő. Ha a sebességet a felére csökkentjük, az áramlás a felére csökken, de a nyomás a negyedére csökken.

Ingyenes mérnöki eszköz

Affinitási törvények kalkulátora

Számítsa ki az új áramlást, szállítómagasságot/nyomást és teljesítményt, amikor a szivattyú vagy a ventilátor sebessége (vagy a járókerék átmérője) megváltozik. A centrifugálszivattyú affinitási törvényei alapján.

Szivattyúk és ventilátorok Sebesség és átmérő VFD megtakarítások

Eredmények

Új Flow Q₂

—

Új emelőmagasság / nyomás H₂

—

Új Power P₂

—

Sebességarány (n₂/n₁)

—

Áramlási arány (Q₂/Q₁)

—

Emelési arány (H₂/H₁)

—

Teljesítményarány (P₂/P₁)

—

A három affinitási törvény

Az affinitási törvények a centrifugális szivattyúk, ventilátorok és fúvók áramlási sebességét, szállítómagasságát (nyomását) és teljesítményét a forgási sebesség vagy a járókerék átmérőjének változásaihoz kapcsolják:

Ahol az arány lehet n₂/n₁ (sebességváltozás) vagy D₂/D₁ (átmérőváltozás).

Sebességváltozás vs. átmérőváltozás

Ugyanazok a matematikai összefüggések érvényesek mind a sebességváltozásokra, mind a járókerék átmérőjének változásaira:

Paraméter	Sebességváltozás	Átmérő változás
Q áramlás	Q₂ = Q₁ × (n₂/n₁)	Q₂ = Q₁ × (D₂/D₁)
H. fej	H₂ = H₁ × (n₂/n₁)²	H₂ = H₁ × (D₁/D₁)²
P teljesítmény	P₂ = P₁ × (n₂/n₁)³	P₂ = P₁ × (D₁/D₁)³

VFD energiamegtakarítás

Főbb információk: A teljesítmény változik, ahogy a kocka a sebesség. A 20% sebességcsökkentés körülbelül 49% energiát takarít meg (0,8³ = 0,512). Ezért a változtatható frekvenciájú meghajtók (VFD-k) a szivattyúk és ventilátorok egyik legköltséghatékonyabb energiamegtakarítási intézkedései.

Sebességcsökkentés	Áramláscsökkentés	Fejcsökkentés	Energiatakarékosság
10%	10%	19%	27%
20%	20%	36%	49%
30%	30%	51%	66%
40%	40%	64%	78%
50%	50%	75%	88%

Gyakorlati példa

Példa – Centrifugálszivattyú sebességének növelése

Adott: n₁ = 1450 ford/perc, n₂ = 1750 ford/perc, Q₁ = 100 m³/h, H₁ = 25 m, P₁ = 7,5 kW

Sebességarány r = 1750 / 1450 = 1,2069

Q₂ = 100 × 1,2069 = 120,7 m³/h

H₂ = 25 × 1,2069² = 36,4 méter

P₂ = 7,5 × 1,2069³ = 13,2 kW

⚠️ Korlátozások: Az affinitási törvények állandó hatásfokot, geometriailag hasonló feltételeket és összenyomhatatlan áramlást feltételeznek. ±30%-nél nagyobb sebességváltozás esetén a tényleges teljesítmény jelentősen eltérhet. A járókerék finomhangolási törvényei kevésbé pontosak, mint a sebességváltozási törvények – mindig ellenőrizze a gyártó görbéivel.

Affinitási törvények kalkulátora | Szivattyú és ventilátor sebességváltozása

Kiadja admin be 2026. február 15. 2026. február 15.

Eredmények

A három affinitási törvény

Sebességváltozás vs. átmérőváltozás

VFD energiamegtakarítás

Gyakorlati példa