The affinity laws (also known as the "Fan Laws" or "Pump Laws") for pumps/fans are used in hydraulics, hydronics and/or HVAC to express the relationship between variables involved in pump or fan performance (such as head, volumetric flow rate, shaft speed) and power. They apply to pumps, fans, and hydraulic turbines. In these rotary implements, the affinity laws apply both to centrifugal and axial flows. Law 1. With impeller diameter (D) held constant: Law 1a. Flow is proportional to shaft speed: Law 1b. Pressure or Head is proportional to the square of shaft speed: where where
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| - قوانين التقارب (ar)
- Lleis d'afinitat (ca)
- Affinity laws (en)
- Leyes de afinidad (es)
- Affinitetslagarna (sv)
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| - En una màquina de flux les lleis d'afinitat són un conjunt d'equacions que descriuen la relació entre els paràmetres de disseny i els paràmetres de la funció de manera que fa que sigui possible calcular el rendiment d'una escala geometria d'un hidràulic de la màquina de flux, per exemple, el cas d'una bomba centrífuga. (ca)
- Affinitetslagarna för rotodynamiska strömningsmaskiner är en uppsättning formler som beskriver förhållandet mellan konstruktionsparametrar och funktionsparametrar på ett sätt som gör det möjligt att beräkna prestanda av en skalad geometri av en hydraulisk strömningsmaskin, till exempel en centrifugalpump. Q ~ n D3 H ~ n2 D2 P ~ n3 D5 Q=Flöde H=Tryckhöjd P=Effekt n=Varvtal D=Dimensionsparameter, skalfaktor d.v.s. inte diameter (om man svarvar diametern ändrar man det specifika varvtalet och affinitetslagarna gäller ej) (sv)
- تُستخدم قوانين التقارب (بالإنجليزية: Affinity laws) للمضخات أو المراوح في الهيدروليكا والتبريد والتكييف، للتعبير عن العلاقة بين المتغيرات المتعلقة بأداء وقدرة المضخة أو المروحة، مثل والتدفق الحجمي وسرعة عمود الدوران. تُطبق قوانين التقارب على المضخات والمراوح والتربينات الهيدروليكية، وتُطبق عليهم سواء كانت الألة من نوع الطرد المركزي أو محوري التدفق. (ar)
- The affinity laws (also known as the "Fan Laws" or "Pump Laws") for pumps/fans are used in hydraulics, hydronics and/or HVAC to express the relationship between variables involved in pump or fan performance (such as head, volumetric flow rate, shaft speed) and power. They apply to pumps, fans, and hydraulic turbines. In these rotary implements, the affinity laws apply both to centrifugal and axial flows. Law 1. With impeller diameter (D) held constant: Law 1a. Flow is proportional to shaft speed: Law 1b. Pressure or Head is proportional to the square of shaft speed: where where (en)
- Un cambio en el tamaño del diámetro del impulsor o de la velocidad del eje afecta al flujo volumétrico o a la velocidad al primer orden; la presión estática al segundo orden; y la potencia eléctrica del motor de la bomba al tercer orden. Ley 1. Diámetro del impulsor (D) constante: Ley 1a. El flujo es proporcional a la velocidad del eje: Ley 1b. La presión estática es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje: Ley 1c. La potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo de la velocidad del eje: Ley 2 2. Velocidad de eje (N) constante: donde
* Datos: Q632736 (es)
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| - En una màquina de flux les lleis d'afinitat són un conjunt d'equacions que descriuen la relació entre els paràmetres de disseny i els paràmetres de la funció de manera que fa que sigui possible calcular el rendiment d'una escala geometria d'un hidràulic de la màquina de flux, per exemple, el cas d'una bomba centrífuga. (ca)
- تُستخدم قوانين التقارب (بالإنجليزية: Affinity laws) للمضخات أو المراوح في الهيدروليكا والتبريد والتكييف، للتعبير عن العلاقة بين المتغيرات المتعلقة بأداء وقدرة المضخة أو المروحة، مثل والتدفق الحجمي وسرعة عمود الدوران. تُطبق قوانين التقارب على المضخات والمراوح والتربينات الهيدروليكية، وتُطبق عليهم سواء كانت الألة من نوع الطرد المركزي أو محوري التدفق. تُستنتج القوانين بواسطة ، وترجع أهمية قوانين التقارب إلى أنها تسمح بالتنبأ بخاصية الارتفاع الهيدروليكي الناتج من مضخة أو مروحة من خاصية أخرى معلومة ومقاسة عند سرعة مختلفة للمروحة الدفاعة أو عند قطر مختلف لها.إن الشرط الوحيد لاستخدام قوانين التقارب هو أن تكون المضختان أو المروحتان متشابهين ديناميكاً، حتى تكون نسب المائع المضوخ هي نفسها. (ar)
- The affinity laws (also known as the "Fan Laws" or "Pump Laws") for pumps/fans are used in hydraulics, hydronics and/or HVAC to express the relationship between variables involved in pump or fan performance (such as head, volumetric flow rate, shaft speed) and power. They apply to pumps, fans, and hydraulic turbines. In these rotary implements, the affinity laws apply both to centrifugal and axial flows. The laws are derived using the Buckingham π theorem. The affinity laws are useful as they allow prediction of the head discharge characteristic of a pump or fan from a known characteristic measured at a different speed or impeller diameter. The only requirement is that the two pumps or fans are dynamically similar, that is, the ratios of the fluid forced are the same. It is also required that the two impellers' speed or diameter are running at the same efficiency. Law 1. With impeller diameter (D) held constant: Law 1a. Flow is proportional to shaft speed: Law 1b. Pressure or Head is proportional to the square of shaft speed: Law 1c. Power is proportional to the cube of shaft speed: Law 2. With shaft speed (N) held constant: Law 2a. Flow is proportional to the impeller diameter: Law 2b. Pressure or Head is proportional to the square of the impeller diameter: Law 2c. Power is proportional to the cube of the impeller diameter (assuming constant shaft speed): where
* is the volumetric flow rate (e.g. CFM, GPM or L/s)
* is the impeller diameter (e.g. in or mm)
* is the shaft rotational speed (e.g. rpm)
* is the pressure or head developed by the fan/pump (e.g. psi or Pascal)
* is the shaft power (e.g. W). These laws assume that the pump/fan efficiency remains constant i.e. , which is rarely exactly true, but can be a good approximation when used over appropriate frequency or diameter ranges (i.e., a fan will not move anywhere near 1000 times as much air when spun at 1000 times its designed operating speed, but the air movement may be increased by 99% when the operating speed is only doubled). The exact relationship between speed, diameter, and efficiency depends on the particulars of the individual fan or pump design. Product testing or computational fluid dynamics become necessary if the range of acceptability is unknown, or if a high level of accuracy is required in the calculation. Interpolation from accurate data is also more accurate than the affinity laws. When applied to pumps, the laws work well for constant diameter variable speed case (Law 1) but are less accurate for constant speed variable impeller diameter case (Law 2). For radial flow centrifugal pumps, it is common industry practice to reduce the impeller diameter by "trimming", whereby the outer diameter of a particular impeller is reduced by machining to alter the performance of the pump. In this particular industry it is also common to refer to the mathematical approximations that relate the volumetric flow rate, trimmed impeller diameter, shaft rotational speed, developed head, and power as the "affinity laws". Because trimming an impeller changes the fundamental shape of the impeller (increasing the specific speed), the relationships shown in Law 2 cannot be utilized in this scenario. In this case, the industry looks to the following relationships, which is a better approximation of these variables when dealing with impeller trimming. With shaft speed (N) held constant and for small variations in impeller diameter via trimming: The volumetric flow rate varies directly with the trimmed impeller diameter: The pump developed head (the total dynamic head) varies to the square of the trimmed impeller diameter: The power varies to the cube of the trimmed impeller diameter: where
* is the volumetric flow rate (e.g. CFM, GPM or L/s)
* is the impeller diameter (e.g. in or mm)
* is the shaft rotational speed (e.g. rpm)
* is the total dynamic head developed by the pump (e.g. m or ft)
* is the shaft power (e.g. W or HP) (en)
- Un cambio en el tamaño del diámetro del impulsor o de la velocidad del eje afecta al flujo volumétrico o a la velocidad al primer orden; la presión estática al segundo orden; y la potencia eléctrica del motor de la bomba al tercer orden. Ley 1. Diámetro del impulsor (D) constante: Ley 1a. El flujo es proporcional a la velocidad del eje: Ley 1b. La presión estática es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje: Ley 1c. La potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo de la velocidad del eje: Ley 2 2. Velocidad de eje (N) constante: ley 2a. La variación en el flujo es proporcional a la relación entre los diámetros del impulsor: Ley 2b. La variación en la presión estática es proporcional al cuadrado de la relación entre los diámetros del impulsor: Ley 2c. La variación en la potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo de la relación entre los diámetros del impulsor: donde
* es el flujo volumétrico (e.g. CFM, or ),
* es el diámetro del impulsor (e.g. in or mm),
* es la velocidad del eje (e.g. rpm),
* es la presión estática de la bomba (e.g. ft or m), y
* es la potencia absorbida por el motor de la bomba (e.g. W). Esta ley presupone que la eficiencia de la bomba o ventilador permanece constante, es decir, . Tratándose de bombas, las leyes funcionan bien en los casos en que el diámetro del impulsor sea constante y la velocidad sea variable (Ley 1), pero se ajustan menos a la realidad cuando se trata de los casos en que la velocidad sea constante y el diámetro del impulsor sea variable (Ley 2).
* Datos: Q632736 (es)
- Affinitetslagarna för rotodynamiska strömningsmaskiner är en uppsättning formler som beskriver förhållandet mellan konstruktionsparametrar och funktionsparametrar på ett sätt som gör det möjligt att beräkna prestanda av en skalad geometri av en hydraulisk strömningsmaskin, till exempel en centrifugalpump. Q ~ n D3 H ~ n2 D2 P ~ n3 D5 Q=Flöde H=Tryckhöjd P=Effekt n=Varvtal D=Dimensionsparameter, skalfaktor d.v.s. inte diameter (om man svarvar diametern ändrar man det specifika varvtalet och affinitetslagarna gäller ej) (sv)
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