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相似定律計算器
當泵或風機轉速(或葉輪直徑)發生變化時,計算新的流量、揚程/壓力以及功率。基於離心泵相似定律。
泵與風機
轉速與直徑
VFD 節能
結果
新流量 Q₂
—
新揚程 / 壓力 H₂
—
新功率 P₂
—
轉速比 (n₂/n₁)
—
流量比 (Q₂/Q₁)
—
揚程比 (H₂/H₁)
—
功率比 (P₂/P₁)
—
三大相似定律
相似定律描述了離心泵、風機和鼓風機的流量、揚程(壓力)以及功率與轉速或葉輪直徑變化之間的關係:
其中比值可以是 n₂/n₁(轉速變化)或 D₂/D₁(直徑變化)。
轉速變化與直徑變化
轉速變化和葉輪直徑變化均適用相同的數學關係:
| 參數 | 轉速變化 | 直徑變化 |
|---|---|---|
| 流量 Q | Q₂ = Q₁ × (n₂/n₁) | Q₂ = Q₁ × (D₂/D₁) |
| 揚程 H | H₂ = H₁ × (n₂/n₁)² | H₂ = H₁ × (D₂/D₁)² |
| 功率 P | P₂ = P₁ × (n₂/n₁)³ | P₂ = P₁ × (D₂/D₁)³ |
VFD 節能效益
關鍵洞察: 功率隨轉速的 三次方 變化。轉速降低 20% 可節省約 49% 的功率 (0.8³ = 0.512)。這就是為什麼變頻器 (VFDs) 是泵和風機最具成本效益的節能措施之一。
| 轉速降低 | 流量降低 | 揚程降低 | 功率節省 |
|---|---|---|---|
| 10% | 10% | 19% | 27% |
| 20% | 20% | 36% | 49% |
| 30% | 30% | 51% | 66% |
| 40% | 40% | 64% | 78% |
| 50% | 50% | 75% | 88% |
實務範例
範例 — 離心泵轉速增加
已知: n₁ = 1450 RPM, n₂ = 1750 RPM, Q₁ = 100 m³/h, H₁ = 25 m, P₁ = 7.5 kW
轉速比 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
⚠️ 限制: 相似定律假設效率恆定、幾何相似條件以及不可壓縮流體。對於超過 ±30% 的轉速變化,實際性能可能會顯著偏差。葉輪車削定律不如轉速變化定律準確 — 請務必使用製造商曲線進行驗證。
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