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随着工作时间的深入,对于成套、箱变电力系统的研究也是越来越广,越来越深,之前认为不重要的通风散热系统,现在研究起来忽然觉得蛮有意思,之前针对风机参数和选型写过一系列文章,今天再来解释一个大家可能在产品设计过程中忽略或者说不理解的问题:为什么风机系统的输送能力要看静压?
主要分两部分,先解释下三个压力概念的含义、关系,其次再说为何风机系统的输送能力要看静压。
一、风机的静压、动压和全压
在风机输送系统中,涉及到静压、动压和全压三个重要概念,具体含义不细说,之前文章中已经详细概念,这里只为回答本问题,简单做铺垫。
静压:是流体在静止状态下或垂直于流体流动方向上的压力。在通风管道内,静压表现为气体在各个方向上作用于管壁的压力。它是由流体分子的不规则运动撞击管壁而产生的。静压的大小与流体的密度、温度以及管道的尺寸等因素有关,其直接决定了送风距离、送风均匀性以及系统的整体性能。
动压:是流体在流动过程中由于速度而产生的压力。在通风系统中,动压表现为气体流动时所具有的动能所转化成的压力。动压的大小与流体的速度平方成正比,即速度越高,动压越大。
对于风机系统,动压是单位体积气体所具有的动能,是使气体流动的压力。由于动压仅作用于气体流动的方向,动压恒为正值。
管道内气体的压力高于大气压时,静压为正。反之低于大气压时,静压为负。
这里需要注意,这一关系会影响到我们在设计时通风散热的效果:动压与静压之间存在一定的转换关系。当气体流动速度增加时,部分静压会被转化为动压以推动气体流动;反之,当气体流动速度降低时,动压会减小并转化为静压。动压与静压的总和等于全压。
二、为何风机系统的输送能力要看静压
1.静压是克服系统阻力的关键
静压代表了气体分子对风机管道壁面等的垂直作用力。风机运行时,通过叶轮的旋转对气体做功,使气体获得静压能,在风机进出口之间形成静压差。这个静压差是气体在管道内流动的主要驱动力,就像水压差推动水在水管中流动一样,静压差推动着气体在风机系统的管道中流动,从而实现气体的输送。静压越高,产生的压力差越大,气体流动的动力就越强,风机系统的输送能力也就越大。
同时,气体在管道内流动时,会与管道壁面以及管道中的各种部件(包括过滤网等)发生摩擦,产生沿程阻力和局部阻力。风机需要提供足够的静压来克服这些阻力,才能保证气体能够顺利地在管道中流动。如果静压不足,气体在流动过程中就会逐渐减速,甚至可能无法到达目标位置,导致输送能力下降。
所以说,静压是风机输送能力的核心指标,因为它直接决定流体能否克服系统阻力完成输送任务。
2.动压具有一定局限性
动压体现流体的动能,但在管道末端或出口处,动压会因流速降低而部分转化为静压或散失。仅依赖动压无法保证流体到达目标位置,尤其在长距离或高阻力系统中。动压仅在短距离、低阻力或需要高速流动的场景中起辅助作用(如局部通风)。
全压是风机性能的综合体现,但系统设计需以静压需求为主导,避免因阻力过大导致输送失败。
简言之:静压是“推动力",动压是“速度力",风机系统的成败取决于静压是否足够克服阻力。所以风机选型时,需根据系统的静压需求(而非全压)选择匹配的风机。
就说这么多,如果有像我一样在研究大容量成套系统的通风散热,相信对你一定很有启发!