摘要：介紹了通風(fēng)機(jī)完全相似條件，主要性能參數(shù)、關(guān)系方程和無(wú)因次參數(shù)方程及性能參數(shù)的相似設(shè)計(jì)計(jì)算公式，最后指出了計(jì)算公式的主要來(lái)源。
關(guān)鍵詞：通風(fēng)機(jī) 相似理論 設(shè)計(jì)計(jì)算
文章編號(hào)：1006-8155（2007）03-0000-00
Design Calculation of Performance Parameters Similarity of Fan
Abstract: The absolute similarity condition ,main performance parameters, relation equation ， dimensionless parameters equation, and formula of similarity design calculation of performance parameters for fan are introduced, at last, pointed out the main source of calculation formula.
Key Words: Fan Similarity theory Design calculation

０  引言

　　筆者以相似理論為基礎(chǔ)，推出一套簡(jiǎn)單明了且能快捷運(yùn)算的通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)相似設(shè)計(jì)計(jì)算公式。滿足完全相似的通風(fēng)機(jī)數(shù)量很多，為簡(jiǎn)單明了起見，僅以保持相似的模型與實(shí)物二者進(jìn)行討論。模型參數(shù)是用上標(biāo)為“ ˊ ”的英文字母表示；而實(shí)物參數(shù)則用沒(méi)有上標(biāo)的英文字母表示?？紤]到有的讀者對(duì)因次分析不太熟悉，文中對(duì)無(wú)因次化說(shuō)明較細(xì)。

１  通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)完全相似
　　 通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)完全相似有 3 個(gè)條件：
　?。?）流道幾何系統(tǒng)相似，簡(jiǎn)稱幾何相似，即對(duì)應(yīng)幾何尺寸成比例、對(duì)應(yīng)角相等、葉片數(shù)目相等、對(duì)應(yīng)面積成比例、對(duì)應(yīng)容積成比例，即

（3）動(dòng)力相似
　　 通常作用于氣體的外力有壓力、重力、粘性力。對(duì)通風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)氣體而言，壓力對(duì)氣體流動(dòng)起決定性作用，重力幾乎不起作用，而粘性力可以起作用，也可以不起作用。當(dāng)通風(fēng)機(jī)尺寸很小或轉(zhuǎn)速很低，而且氣流的雷諾數(shù)也很小時(shí)，粘性力則對(duì)氣流流動(dòng)起重要作用。我國(guó)生產(chǎn)的絕大多數(shù)通風(fēng)機(jī)內(nèi)氣體流動(dòng)的雷諾數(shù)均較大，而且處于自動(dòng)模型區(qū)域，此時(shí)模型與實(shí)物中氣流的雷諾數(shù)雖然不同，但對(duì)二者中的氣流流動(dòng)沒(méi)有影響，因此不考慮雷諾數(shù)的影響。這就是通風(fēng)機(jī)無(wú)因次相似準(zhǔn)數(shù)中見不到雷諾數(shù)的根本原因。在此種情況下，粘性力對(duì)通風(fēng)機(jī)內(nèi)氣流流動(dòng)就不起作用。

２  通風(fēng)機(jī)基本性能參數(shù)及其關(guān)系方程

2.1 通風(fēng)機(jī)基本性能參數(shù)
　　根據(jù)筆者的研究認(rèn)為，具有代表性的基本性能參數(shù)有7個(gè)。現(xiàn)將7個(gè)基本性能參數(shù)的名稱、符號(hào)、單位、因次等項(xiàng)一并列入表1中，其中m為質(zhì)量的因次，也表示長(zhǎng)度單位；l為長(zhǎng)度因次；t為時(shí)間因次。

表1 基本性能參數(shù)

　　上述7個(gè)基本參數(shù)選擇可能因人而異，這是可以的；但應(yīng)選擇能充分表示通風(fēng)機(jī)性能的基本參數(shù)。

２.２  通風(fēng)機(jī)基本性能參數(shù)之間的關(guān)系方程
　　 研究結(jié)果確定了基本性能參數(shù)之間的關(guān)系方程應(yīng)為
　　　 P_i ， p_os ， ηi =f (n，D₂，Q ，ρ) 　　　　　　　　　　　?。?）
　　式（9）右端4個(gè)參數(shù)n ，D₂ ，Q ，ρ為單值量，數(shù)學(xué)語(yǔ)言叫自變量；式（9）左端3個(gè)參數(shù)P_i，p_os ，ηi為非單值量，在數(shù)學(xué)上叫函數(shù)或因變量。
　　 將法國(guó)科學(xué)院士別爾泰朗 1848 年創(chuàng)立的相似理論第一定理的表述應(yīng)用到通風(fēng)機(jī)性能相似上面時(shí)，可得出結(jié)論：滿足完全相似的所有通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)之間關(guān)系均服從式（ 9 ），但彼此之間對(duì)應(yīng)參數(shù)在數(shù)值上并不相等。

３　 通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次數(shù)及無(wú)因次方程

　　當(dāng)討論到通風(fēng)機(jī)相似現(xiàn)象時(shí)，離不開其式（9）的無(wú)因次化，方法如下。
　 　根據(jù)相似理論第二定理或流體力學(xué)中的π定理的要求，結(jié)合通風(fēng)機(jī)性能實(shí)際情況，選出3個(gè)基本參數(shù)D2，Q ，ρ ，這3個(gè)基本參數(shù)必須含有3個(gè)基本因次 m 、l 、t 。利用因次分析辦法對(duì)式（9）中的各個(gè)參數(shù)無(wú)因次化。