服務(wù)熱線
隨著工作時(shí)間的深入,對于成套、箱變電力系統(tǒng)的研究也是越來越廣,越來越深,之前認(rèn)為不重要的通風(fēng)散熱系統(tǒng),現(xiàn)在研究起來忽然覺得蠻有意思,之前針對風(fēng)機(jī)參數(shù)和選型寫過一系列文章,今天再來解釋一個(gè)大家可能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中忽略或者說不理解的問題:為什么風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的輸送能力要看靜壓?
主要分兩部分,先解釋下三個(gè)壓力概念的含義、關(guān)系,其次再說為何風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的輸送能力要看靜壓。
一、風(fēng)機(jī)的靜壓、動(dòng)壓和全壓
在風(fēng)機(jī)輸送系統(tǒng)中,涉及到靜壓、動(dòng)壓和全壓三個(gè)重要概念,具體含義不細(xì)說,之前文章中已經(jīng)詳細(xì)概念,這里只為回答本問題,簡單做鋪墊。
靜壓:是流體在靜止?fàn)顟B(tài)下或垂直于流體流動(dòng)方向上的壓力。在通風(fēng)管道內(nèi),靜壓表現(xiàn)為氣體在各個(gè)方向上作用于管壁的壓力。它是由流體分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊管壁而產(chǎn)生的。靜壓的大小與流體的密度、溫度以及管道的尺寸等因素有關(guān),其直接決定了送風(fēng)距離、送風(fēng)均勻性以及系統(tǒng)的整體性能。
動(dòng)壓:是流體在流動(dòng)過程中由于速度而產(chǎn)生的壓力。在通風(fēng)系統(tǒng)中,動(dòng)壓表現(xiàn)為氣體流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能所轉(zhuǎn)化成的壓力。動(dòng)壓的大小與流體的速度平方成正比,即速度越高,動(dòng)壓越大。
對于風(fēng)機(jī)系統(tǒng),動(dòng)壓是單位體積氣體所具有的動(dòng)能,是使氣體流動(dòng)的壓力。由于動(dòng)壓僅作用于氣體流動(dòng)的方向,動(dòng)壓恒為正值。
管道內(nèi)氣體的壓力高于大氣壓時(shí),靜壓為正。反之低于大氣壓時(shí),靜壓為負(fù)。
這里需要注意,這一關(guān)系會(huì)影響到我們在設(shè)計(jì)時(shí)通風(fēng)散熱的效果:動(dòng)壓與靜壓之間存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。當(dāng)氣體流動(dòng)速度增加時(shí),部分靜壓會(huì)被轉(zhuǎn)化為動(dòng)壓以推動(dòng)氣體流動(dòng);反之,當(dāng)氣體流動(dòng)速度降低時(shí),動(dòng)壓會(huì)減小并轉(zhuǎn)化為靜壓。動(dòng)壓與靜壓的總和等于全壓。
二、為何風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的輸送能力要看靜壓
1.靜壓是克服系統(tǒng)阻力的關(guān)鍵
靜壓代表了氣體分子對風(fēng)機(jī)管道壁面等的垂直作用力。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),通過葉輪的旋轉(zhuǎn)對氣體做功,使氣體獲得靜壓能,在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口之間形成靜壓差。這個(gè)靜壓差是氣體在管道內(nèi)流動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力,就像水壓差推動(dòng)水在水管中流動(dòng)一樣,靜壓差推動(dòng)著氣體在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的管道中流動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)氣體的輸送。靜壓越高,產(chǎn)生的壓力差越大,氣體流動(dòng)的動(dòng)力就越強(qiáng),風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的輸送能力也就越大。
同時(shí),氣體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),會(huì)與管道壁面以及管道中的各種部件(包括過濾網(wǎng)等)發(fā)生摩擦,產(chǎn)生沿程阻力和局部阻力。風(fēng)機(jī)需要提供足夠的靜壓來克服這些阻力,才能保證氣體能夠順利地在管道中流動(dòng)。如果靜壓不足,氣體在流動(dòng)過程中就會(huì)逐漸減速,甚至可能無法到達(dá)目標(biāo)位置,導(dǎo)致輸送能力下降。
所以說,靜壓是風(fēng)機(jī)輸送能力的核心指標(biāo),因?yàn)樗苯記Q定流體能否克服系統(tǒng)阻力完成輸送任務(wù)。
2.動(dòng)壓具有一定局限性
動(dòng)壓體現(xiàn)流體的動(dòng)能,但在管道末端或出口處,動(dòng)壓會(huì)因流速降低而部分轉(zhuǎn)化為靜壓或散失。僅依賴動(dòng)壓無法保證流體到達(dá)目標(biāo)位置,尤其在長距離或高阻力系統(tǒng)中。動(dòng)壓僅在短距離、低阻力或需要高速流動(dòng)的場景中起輔助作用(如局部通風(fēng))。
全壓是風(fēng)機(jī)性能的綜合體現(xiàn),但系統(tǒng)設(shè)計(jì)需以靜壓需求為主導(dǎo),避免因阻力過大導(dǎo)致輸送失敗。
簡言之:靜壓是“推動(dòng)力",動(dòng)壓是“速度力",風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的成敗取決于靜壓是否足夠克服阻力。所以風(fēng)機(jī)選型時(shí),需根據(jù)系統(tǒng)的靜壓需求(而非全壓)選擇匹配的風(fēng)機(jī)。
就說這么多,如果有像我一樣在研究大容量成套系統(tǒng)的通風(fēng)散熱,相信對你一定很有啟發(fā)!