比转数(Specific speed)又称比转速,是在一系列各种流量、
风压(或扬程)的风机或水泵中,假想一标准风机或水泵,标准风机产生的风压为9.81Pa。风量为1m3/s;标准水泵的扬程为1m,流量为75L/s(升/秒)。
在设计风机或水泵时,常从
相似理论中引伸出一个综合性参数——比转数。此时,风机或水泵应该具有的转数即为比转数ns。凡以此标准相似比例制造的风机(或水泵),都称为这个比转数ns系列风机(或水泵)。
比转数较全面地反映了风机(或水泵)的特性,综合了风机(或水泵)的流量、
全压、转速三者之间的关系。比转数大,说明风机(或水泵)在同流量下,风压(或扬程)低;比转数小,说明风机(或水泵)在同流量下,风压(或扬程)高。
对于
同系列相似的风机,不论其尺寸大小,其比转数是相等的。不同系列相似的风机有不同的比转数。比如,
离心式风机的比转数一般小于
轴流式风机的比转数。
水轮机、动力式泵和
通风机等
透平机械常用的一个重要参数,又称比转速。比转数的概念最早在研究水轮机时引用,以后又广泛应用于
动力式泵和通风机。由于各国采用的
计量单位不同,比转数定义和计算得到的比转数值也不相同。表1表示中国对比转数的定义。表中n为转速(转/分);qV为流量(立方米/秒);N为功率(千瓦);H为水轮机的水头或泵的扬程(米);p为全压(帕)。①水轮机的比转数在数值上等于
几何相似的水轮机在1米水头下发出1千瓦功率时的转速。几何相似是指两机器
通流部分所有对应尺寸之比为常数,对应角度相等。②泵的比转数在数值上等于几何相似的泵在流量为0.075立方米/秒、扬程达1米时的转数。③通风机的比转数在数值上等于几何相似的通风机在全压为1帕,流量为1立方米/秒时的转速。比转数并不具有转速的物理概念,它是由
相似条件得出的一个综合性参数,但它本身不是
相似准则。保持相似的两台机器,比转数相等;然而两机器比转数相等却不一定相似。比转数随运行工况而变,一般所指的机器比转数是按
最高效率点或额定
工况点的参数计算的。
比转数可以作为机器分类、系列化和相似设计的依据。比转数小反映机器的流量小,全压(或扬程、水头)高;反之,比转数大则机器的流量大,全压(或扬程、水头)低。前者适合离心式,后者适合轴流式,混流式(斜流式)介于两者之间,所以可用比转数大小划分机器类型。在设计机器时先按给定的参数计算比转数,再根据比转数大小决定机器类型。
比转数大小也反映叶轮的形状。表2为不同类型泵的比转数与叶轮形状的关系。比转数越大叶轮外径就越小,而宽度越大。反之,比转数越小,则叶轮外径越大,宽度越小。在一定流量和全压(或扬程、水头)下,比转数与机器转速成正比。提高转速可减小叶轮外径,增加宽度;而降低转速,则须增加叶轮外径,减小宽度。
在编制机器系列时,适当地选择流量、全压(扬程、水头)和转速的组合,可使比转数在系列型谱上
均匀分布。以比转数为基础安排机器系列,可大大减少机器模型的数目。在进行机器的相似设计时,可选择1台比转数相等或接近的、性能良好的机器作为模型机器,再将模型机器的几何尺寸按比例放大或缩小,得到新机器的几何尺寸。