Kisminta törvények

Kisminta törvények vagy affinitási törvények azonos dinamikai jellemzőjű áramlástani gépek (szivattyú, ventilátor, vízturbina) teljesítmény jellemzőinek a tervezettől eltérő viszonyok közötti közelítő meghatározására szolgáló összefüggések. Az áramlástani gépek összehasonlítására két dimenzió nélküli számot használnak. A dinamikai jellemzők: A mennyiségi tényező:

$\varphi =\frac{Q}{\frac{D^2\pi }{4}{u}_k}$ ,

ahol

$Q$ a gépen másodpercenként átáramló közeg térfogata,

$D$ a forgórész legnagyobb átmérője

$u_k$ a forgórész legnagyobb D átmérőjének kerületi sebessége.

A nyomásszám:

$\psi =\frac{\mathrm{\Delta }p}{\frac{\rho }{2}{u}_k^2}$ ,

ahol

$\mathrm{\Delta }p$ a gép előtt és után mért közegnyomás különbsége,

$\rho$ a közeg sűrűsége.

Az affinitási összefüggések olyan gépekre, melyek $\varphi$ mennyiségi tényezője és $\psi$ nyomásszáma azonos:

$\frac{Q_1}{Q_2}={\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^3\frac{n_1}{n_2}$ ,

$\frac{\mathrm{\Delta }{p}_1}{\mathrm{\Delta }{p}_2}=\frac{{\rho }_1}{{\rho }_2}{\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^2{\left(\frac{n_1}{n_2}\right)}^2$ ,

$\frac{P_1}{P_2}=\frac{{\rho }_1}{{\rho }_2}{\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^5{\left(\frac{n_1}{n_2}\right)}^3$ .

A fenti összefüggésekben az 1 index az egyik, a 2 index a másik gépre vonatkozik, P a gépek teljesítménye. Az affinitási törvények egyrészt egy gép különböző üzemviszonyaira alkalmazhatók, például a fordulatszám növelésével elérhető folyadékáram vagy nyomásnövekedés becsülhető meg. Másik fontos alkalmazása a kísérletekhez legyártott geometriailag hasonló kismintán mért nyomás és folyadékáram értékek átszámítása lehetséges nagyobb gépekre. Például, ha egy gép fordulatszámát kétszeresére emelik (ekkor a méretek és a közeg sűrűsége állandó), a folyadékáram kétszeresére, a nyomás négyszeresére a teljesítmény pedig nyolcszorosára nő.

Külső hivatkozások

• Szlivka Ferenc: Vízgazdálkodás gépei
• P. FitzPatrick: Emelőventilátorok működése és kiválasztása.

Irodalom

• Pattantyús: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
• Pattantyús Á. Géza: A gépek üzemtana. 14. lényegesen átdolgozott és bővített kiadás.

Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. ISBN 963-10-4808-X

• Dr. Gruber József és szerzőtársai: Ventilátorok. 2. javított kiadás. Műszaki Könyvkiadó Budapest,1968.