Ano ang mga affinity law?

Ang mga affinity law (tinatawag ding fan law o pump law) ay isang hanay ng tatlong relasyon na naglalarawan kung paano nagbabago ang flow, head/pressure, at power kasabay ng rotational speed o diameter ng impeller para sa mga centrifugal pump, fan, at turbine. Ang flow ay nagbabago nang linear, ang head ay nagbabago bilang parisukat, at ang power ay nagbabago bilang cubo ng ratio ng bilis.

Kailan naaangkop ang mga affinity law?

Ang mga affinity law ay naaangkop sa mga centrifugal pump, fan, at blower na gumagana sa isang fixed na system curve. Ipinapalagay nila ang geometrically similar na mga kondisyon at incompressible na flow. Pinakamabuti ang mga ito para sa mga pagbabago sa bilis na hanggang halos ±30% mula sa design point.

Ano ang mga limitasyon ng mga affinity law?

Ang mga batas ng affinity ay mga pagtatantya lamang. Hindi nito isinasaalang-alang ang mga pagbabago sa kahusayan sa mga kondisyong wala sa disenyo, pagbabago ng kurba ng sistema, cavitation, o mga epekto ng compressibility. Para sa malalaking pagbabago sa bilis o diameter (>30%), ang aktwal na pagganap ay maaaring malayo sa mga hula.

Paano nakakatipid ng enerhiya ang kontrol ng bilis ng VFD?

Dahil ang kapangyarihan ay nagbabago ayon sa kubo ng bilis, kahit ang maliit na pagbaba ng bilis ay nagbubunga ng malaking pagtitipid sa enerhiya. Ang pagbaba ng bilis ng 20% ay nagpapababa ng pagkonsumo ng kapangyarihan ng humigit-kumulang 49% (0.8³ = 0.512). Ito ang dahilan kung bakit ang mga Variable Frequency Drive (VFD) ay lubhang cost-effective para sa kontrol ng daloy kumpara sa mga throttling valve.

Ano ang relasyon sa pagitan ng daloy at presyon?

Ayon sa mga batas ng affinity, kung ang bilis ay nagbabago ng ratio na r, ang daloy ay nagbabago ng r at ang presyon/head ay nagbabago ng r². Kaya kung dodoblehin mo ang bilis, ang daloy ay doble ngunit ang presyon ay maaapat. Kung hahatiin mo ang bilis sa kalahati, ang daloy ay mahati rin ngunit ang presyon ay mabababa sa isang ikaapat.

Libreng Kasanayan sa Inhinyero

Affinity Laws Calculator

Kalkulahin ang bagong daloy, head/presyon, at kapangyarihan kapag nagbabago ang bilis ng pump o fan (o diameter ng impeller). Batay sa mga batas ng affinity ng sentripugal na pump.

Mga Bomba & Tagahihip Speed & Diameter VFD Savings

Results

New Flow Q₂

—

Bagong Head / Presyon H₂

—

Bagong Kapangyarihan P₂

—

Speed Ratio (n₂/n₁)

—

Ratio ng Daloy (Q₂/Q₁)

—

Ratio ng Head (H₂/H₁)

—

Ratio ng Kapangyarihan (P₂/P₁)

—

The Three Affinity Laws

Inuugnay ng mga batas ng affinity ang rate ng daloy, head (presyon), at kapangyarihan sa mga pagbabago sa bilis ng pag-ikot o diameter ng impeller para sa mga sentripugal na pump, fan, at blower:

Kung saan ang ratio ay maaaring n₂/n₁ (pagbabago ng bilis) o D₂/D₁ (pagbabago ng diameter).

Speed Change vs. Diameter Change

Ang parehong mga relasyon sa matematika ay naaangkop para sa parehong mga pagbabago ng bilis at mga pagbabago ng diameter ng impeller:

Parameter	Speed Change	Diameter Change
Flow Q	Q₂ = Q₁ × (n₂/n₁)	Q₂ = Q₁ × (D₂/D₁)
Head H	H₂ = H₁ × (n₂/n₁)²	H₂ = H₁ × (D₂/D₁)²
Power P	P₂ = P₁ × (n₂/n₁)³	P₂ = P₁ × (D₂/D₁)³

VFD Energy Savings

Key Insight: Power varies as the cube ng bilis. Ang pagbaba ng bilis ng 20% ay nakakatipid ng humigit-kumulang 49% ng kapangyarihan (0.8³ = 0.512). Ito ang dahilan kung bakit ang mga Variable Frequency Drive (VFD) ay isa sa mga pinaka-cost-effective na hakbang sa pagtitipid ng enerhiya para sa mga pump at fan.

Speed Reduction	Flow Reduction	Head Reduction	Power Savings
10%	10%	19%	27%
20%	20%	36%	49%
30%	30%	51%	66%
40%	40%	64%	78%
50%	50%	75%	88%

Praktikal na Halimbawa

Example — Centrifugal Pump Speed Increase

Given: n₁ = 1450 RPM, n₂ = 1750 RPM, Q₁ = 100 m³/h, H₁ = 25 m, P₁ = 7.5 kW

Speed ratio r = 1750 / 1450 = 1.2069

Q₂ = 100 × 1.2069 = 120.7 m³/h

H₂ = 25 × 1.2069² = 36.4 m

P₂ = 7.5 × 1.2069³ = 13.2 kW

⚠️ Limitations: Ipinapalagay ng mga batas ng affinity ang pare-parehong kahusayan, geometrically similar na mga kondisyon, at incompressible na daloy. Para sa mga pagbabago ng bilis na higit sa ±30%, ang aktwal na pagganap ay maaaring malayo nang malaki. Ang mga batas ng pag-trim ng impeller ay hindi gaanong tumpak kaysa sa mga batas ng pagbabago ng bilis — laging i-verify gamit ang mga kurba mula sa manufacturer.