葉片式風機的相似定律及其變頻調(diào)速節(jié)能原理的分析

　　葉片式風機水泵屬平方轉(zhuǎn)矩型負載，即其軸上需要提供的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比。風機水泵在滿足三個相似條件（幾何相似、運動相似和動力相似）的情況下遵循相似定律。對于同一臺風機（或水泵），當輸送流體的密度籽不變僅轉(zhuǎn)速改變時，其性能參數(shù)的變化遵循比例定律，即流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比；壓頭（揚程）與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；軸功率則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。所以有人認為，如果水泵轉(zhuǎn)速是其額定轉(zhuǎn)速的50%時，則功耗只有額定值的12.5%，節(jié)能率可達87.5%。

　　果真如此嗎？否。風機水泵比例定律的三大關系式的使用是有條件的，在實際使用中，風機水泵由于受系統(tǒng)參數(shù)和運行工況的限制，并不能簡單地套用比例定律來計算調(diào)速范圍和估算節(jié)能效果，而應將實際工況轉(zhuǎn)化為相似工況后，才能用比例定律進行計算，其結果的差別還是很大的。作為變頻器的生產(chǎn)廠家，特別是專門研究變頻控制的專家學者，必須明明白白地告訴用戶，風機水泵的變頻節(jié)能到底是怎么一回事，而不能有意無意地誤導用戶，片面夸大節(jié)能效果。

　1 風機（水泵）的幾何相似、運動相似和動力相似

　　兩臺泵（風機）若幾何相似，就是說它們的形狀完全相同，只是大小不同，其中一臺泵（風機）相當于另一臺泵（風機）按一定比例的放大或縮小。舉個形象的例子，兩張不同比例尺的中國地圖，它們是幾何相似的，但大小相差一定的倍數(shù)。應指出的是，本講所說的兩臺泵（風機）幾何相似，是指其通流部分的幾何相似，并不是要求泵（風機）之間的輪廓外形也必須幾何相似。

　　兩臺泵（風機）的運動相似是指兩臺幾何相似泵（風機）通流部分各對應點的速度三角形相似。顯然，只有當兩臺泵（風機）的通流部分幾何相似，才有可能運動相似，但滿足幾何相似條件的，不一定滿足運動相似的條件，只有當兩臺幾何相似泵（風機）都在對應的工況點運行時（例如：都運行在最高效率工況點時），才是運動相似，所以運動相似又稱工況相似。

　　兩臺風機（水泵）的動力相似則是指作用于兩臺泵（風機）內(nèi)各對應點上力的方向相同，大小成比例。

　　作用于泵（風機）內(nèi)流體的力主要有慣性力、粘性力的總壓力。因此，為使泵（風機）中的動力相似，必須讓對應點上的慣性力與彈性力（或壓力與密度）之比相等，慣性力與粘性力之比相等。