如何計算風機葉片上的離心力？

離心力 F = m × R × ω²，其中 m 是葉片質量（kg），R 是旋轉軸到葉片重心的距離（米），ω = 2π·n/60 是角速度（rad/s）。結果單位為牛頓。

什麼是離心力與重量比，為什麼它很重要？

離心力與重量比是離心力除以葉片重量 (m×g)。它告訴您葉片承受的力是重力的多少倍。比率為 1000 意味著葉片「感覺」到自身重量 1000 倍的力。這對於葉片根部應力、緊固件設計和疲勞壽命評估至關重要。

典型的最大葉尖速度：碳鋼葉輪 80–120 m/s，不鏽鋼 60–90 m/s，鋁 100–150 m/s，FRP/玻璃鋼 60–80 m/s。更高的葉尖速度會增加離心應力和噪音。關鍵應用可能將葉尖速度限制在 60 m/s。

ID（引風機）通常處理高溫、髒污氣體，其葉片比 FD（送風機）更大、更重，且半徑更大。加上相同或更高的轉速，這導致 ID 風機葉片上的離心力顯著更大。

不平衡（質量分佈不均）產生的離心力會引起振動。即使葉片之間只有微小的質量差異，也會在軸上產生淨不平衡力。正確的動平衡校正可確保所有葉片的離心力相互抵消，使軸承上的淨力降至最低。

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計算 ID 與 FD 風機葉片上的離心力。取得每片葉片受力、總受力、受力與重量比，以及葉尖速度。

ID / FD 風機每片葉片受力葉尖速度

每片葉片受力

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每片葉片受力 (kN)

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受力與重量比

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總受力（所有葉片）

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葉尖速度

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葉尖速度係以葉片質心半徑計算。若需實際葉輪葉尖速度，請使用外側葉尖半徑。

範例 — ID 風機葉片

已知： 葉片質量 = 15 kg，質心半徑 = 800 mm，轉速 = 1485 RPM

ω = 2π × 1485 / 60 = 155.5 rad/s

F = 15 × 0.8 × 155.5² = 290,340 N = 290.3 kN

受力/重量 = 290,340 / (15 × 9.81) = 1,972×

質心處葉尖速度 = 0.8 × 155.5 = 124.4 m/s

⚠️ 注意： 此等受力為作用於葉片根部之單片葉片受力。軸承所受淨受力取決於動平衡品質 — 理想狀況下，所有葉片受力應相互抵消。葉片間之質量差異會產生不平衡力，此力即為動平衡校正過程中所測得之不平衡力。