比轉數

什麼是比轉數？(Specific speed) 比轉數又稱比轉速，

在設計風機或水泵時，常從相似理論中引伸出一個綜合性參數——比轉數。比轉數是在

一系列各種流量、風壓（或揚程）的風機或水泵中，假想一標準風機或水泵，標準風機產生的風壓為9.81Pa。風量為1m3/s；標準水泵的揚程為1m，流量為75L/s（升/秒）。此時，風機或水泵應該具有的轉數即為比轉數ns。凡以此標準相似比例製造的風機（或水泵），都稱為這個比轉數ns系列風機（或水泵）。

比轉數較全面地反映了風機（或水泵）的特性，綜合了風機（或水泵）的流量、全壓、轉速三者之間的關係。比轉數大，說明風機（或水泵）在同流量下，風壓（或揚程）低；比轉數小，說明風機（或水泵）在同流量下，風壓（或揚程）高。

對於同系列相似的風機，不論其尺寸大小，其比轉數是相等的。不同系列相似的風機有不同的比轉數。比如，離心式風機的比轉數一般小於軸流式風機的比轉數。

水輪機、動力式泵和通風機等透平機械常用的一個重要參數，又稱比轉速。比轉數的概念最早在研究水輪機時引用，以後又廣泛應用於動力式泵和通風機。由於各國採用的計量單位不同，比轉數定義和計算得到的比轉數值也不相同。表1表示中國對比轉數的定義。表中 n為轉速（轉/分）; qV為流量（立方米/秒）； N為功率（千瓦）； H為水輪機的水頭或泵的揚程（米）; p為全壓（帕）。①水輪機的比轉數在數值上等於幾何相似的水輪機在1米水頭下發出1千瓦功率時的轉速。幾何相似是指兩機器通流部分所有對應尺寸之比為常數，對應角度相等。②泵的比轉數在數值上等於幾何相似的泵在流量為0.075立方米/秒、揚程達1米時的轉數。③通風機的比轉數在數值上等於幾何相似的通風機在全壓為1帕，流量為1立方米/秒時的轉速。比轉數並不具有轉速的物理概念，它是由相似條件得出的一個綜合性參數，但它本身不是相似準則。保持相似的兩台機器，比轉數相等；然而兩機器比轉數相等卻不一定相似。比轉數隨運行工況而變，一般所指的機器比轉數是按最高效率點或額定工況點的參數計算的。

比轉數可以作為機器分類、系列化和相似設計的依據。比轉數小反映機器的流量小，全壓(或揚程、水頭)高；反之，比轉數大則機器的流量大，全壓（或揚程、水頭）低。前者適合離心式，後者適合軸流式，混流式（斜流式）介於兩者之間，所以可用比轉數大小劃分機器類型。在設計機器時先按給定的參數計算比轉數，再根據比轉數大小決定機器類型。

比轉數大小也反映葉輪的形狀。表2為不同類型泵的比轉數與葉輪形狀的關係。比轉數越大葉輪外徑就越小，而寬度越大。反之，比轉數越小，則葉輪外徑越大，寬度越小。在一定流量和全壓（或揚程、水頭）下，比轉數與機器轉速成正比。提高轉速可減小葉輪外徑，增加寬度；而降低轉速，則須增加葉輪外徑，減小寬度。

在編製機器系列時，適當地選擇流量、全壓（揚程、水頭）和轉速的組合，可使比轉數在系列型譜上均勻分佈。以比轉數為基礎安排機器系列，可大大減少機器模型的數目。在進行機器的相似設計時，可選擇1台比轉數相等或接近的、性能良好的機器作為模型機器，再將模型機器的幾何尺寸按比例放大或縮小，得到新機器的幾何尺寸。