p?p2?p1?（pst2??2v2）-（pst1?2?2v1） (N/㎡) (4—1)
2即风机全压p等于风机出口全压p2与进口全压p1之差。风机进出口全压分别等于各自的静压pst1、pst2与动压
?2v1、
2?2v2之和。式（1）适用于风机进出口不直接通大气（即配置
2有吸风管和压风管）的情况下，风机性能试验的全压计算公式。该系统称为风机的进出口联合实验装置，是风机性能试验所采用的三种不同实验装置之一。
风机的全压p是由静压pst和动压pd两部分组成。离心风机全压值上限仅为1500mm（14710Pa），而出口流速可达30m/s左右；且流量Q（即出口流速v2）越大，全压p就越小。因此，风机出口动压不能忽略，即全压不等于静压。例如，当送风管路动压全部损失（即出口损失）的情况下，管路只能依靠静压工作。为此，离心风机引入了全压、静压和动压的概念。
风机的动压定义为风机出口动压，即
pd?pd2?1?v22 (N/㎡) （4—2） 211?v22?pst2?Pst1??v12 (N/㎡) （4—3） 22风机的静压定义为风压的全压减去出口动压，即 pst?p?pd2?p?风机的全压等于风机的静压与动压之和，即
p?pst?pd2 (N/㎡) （4—4） 以上定义的风机全压p，静压pst 和动压pd2，不但都有明确的物理意义；而且也是进行风机性能试验，表示风机性能参数的依据。
2、风机的性能曲线
从上述各风压的概念出发，按照性能曲线的一般表示方法，风机应具有5条性能曲线。（1）全压与流量关系曲线（p?Q曲线）；（2）静压与流量关系曲线（pst?Q 曲线）；（3）轴功率与流量关系曲线（N?Q 曲线）；（4）全压效率与流量关系曲线（??Q 曲线）；（5）静压效率与流量关系曲线（?st?Q曲线）。5条性能曲线中，pst?Q 曲线与?st?Q 曲线是有别于水泵的两条性能曲线。
全压效率计算方法同水泵，即 ? =Nu/N?PQ （4—5）
1000N3
式中：p—全压（N/㎡）；Q—流量（m/s）；N—轴功率（KW）。 静压效率?st 定义为风机的静压有效功率与风机的轴功率之比，即
6
?st?Nust/N?pstQ （4—6）
1000N离心风机性能曲线如图4—10所示。
图4—10 典型后向叶轮离心通风机的性能曲线 图4—11 5-48型离心通风机的无量纲性能曲线
二、风机无量纲性能曲线
1. 风机的无量纲性能系数 根据泵与风机的相似定律，与某一风机保持工况相似的任一风机（其性能参数均以下标“m”表示），在效率相等（???m）的条件下，相似三定律可分别表示为
Qn??3 （4-7） Qmnm????? (4-8) ?m????? (4-9) ?m32?np??2??npm?m?nN??5??nNm?m注意到，以叶轮外径表示的几何比尺??D2?D2n，叶轮出口牵连速度u2?，引入叶轮D2m60圆盘面积A2??D224。分别对上面3个定律的表达式进行无量纲化，并考虑到?、u2、和
A2的关系，得到风机的无量纲性能系数。
（1） 流量系数Q
由流量相似定律表达式（4-7）有
7
QD2n两端同除
3?QmD2mnm3
?4??60后写为
Q?D242??D2n60?Qm?D2m42??D2mnm60
最后可得流量系数，这是一个与流量有关的无量纲数，即
Q?QmQ??常量 （4-10） u2A2u2mA2m式（4-10）表明，工况相似的风机，其流量系数应该相等，且是一个常量。流量系数大，则风机流量也大。
（2）压力系数p
由压力相似定律表达式（4-8）有
p?D2n???两端同除??后写为
60??222?pm?mD2mnm22
p????D2n???60?p2?pm?m???D2mnm???60?2
最后可得压力系数，这是一个与压力有关的无量纲数，即
p??u22?pm?mu2m2?常量 （4-11）
式（4-11）表明，工况相似的风机，其压力系数应该相等，且是一个常量。压力系数大，则风机的压力也高。压力系数也是风机型号编制的依据之一。
（3）功率系数 N
由功率相似定律表达式（4-9）有
N?D25n3???两端同除 ??? 后写为
4?60??Nm?mD2m5nm3
?38
N??D2??Dn???2?4?60?N23?Nm?m?D2m42??Dn???2mm??60?3
最后可得功率系数，这是一个与功率有关的无量纲数，即
N??u2A23?Nm?mu2mA2m3?常量 （4-12）
式（4-12）表明，工况相似的风机，其功率系数应该相等，且是一个常量。功率系数大，则风机的功率也大。
（4）效率
效率本身就是一个无量纲数，根据上述关系有
p2pQ?u2???NN?u23A2即效率就是无量纲的效率系数。
2．风机的无量纲性能曲线
?Qu2A2?pQ?? （4-13） N 无量纲性能参数Q、p、N也是相似特征数，因此凡是相似的风机，不论其尺寸的大小，转速的高低和流体密度的大小，在对应的工况点K，它们的无量纲参数都相等。对于一系列的相似风机，每台风机都具有各自的性能曲线。当采用无量纲系数表示时，该系列所有对应工况点将重合为一个无量纲工况点，该系列所有对应性能曲线将重合为一条无量纲性能曲线。因此，对于系列相似风机的性能，可用一组无量纲性能曲线表示。
图4-11是5-48型风机的无量纲性能曲线。该曲线表示该型号中，几何相似，但大小与转速都不相同的一系列风机（即不同的机号）的无量纲性能曲线。
目前，国产离心风机的产品样本，都采用了无量纲性能曲线表示某一型号系列相似风机（不同机号）的共性。无量纲性能曲线不仅是为了减少风机性能图的数量以简化表示，而且还便于对不同特性的各种系列风机进行比较和选型。
无量纲性能参数与无量纲性能曲线，在理论上也适用与水泵，但是由于水泵的种类繁多，水泵本身还存在汽蚀问题，因此水泵不采用无量纲性能曲线。
三、风机性能参数计算
1．风机性能参数与无量纲性能参数
无量纲参数都是几个性能参数的无量纲组合，同一无量纲参数可以由这些性能参数的不同组合而成。因此，相似系列风机的对应工况点虽然具有同一无量纲参数，但是，这些点的性能参数并不相同。利用无量纲性能曲线选择风机和对风机性能参数的校核，都需根据无量纲参数和风机转速n，叶轮直径D2，计算风机的风量，全压和功率。仍然采用无量纲参数
Q、p、N的表达式，并考虑叶轮圆盘面积A2和叶轮出口牵连速度u2的关系，可得风量、
全压和功率的计算式。
nD2Q?u2A2Q?Q (m3/s) （4-14）
24.339
p??u2p?2?n2D22365N?p (N/㎡) （4-15）
N??u23A21000?n3D258870000N （kw） （4-16）
2．非标准状态与标准状态的性能参数变换
风机性能参数风压是指在标准状态下的全压。标准状态是压力p20?101.3KPa，温度
t?20℃，相对湿度??50%的大气状态。一般风机的进气不是标准状态，而是任一非标
准状态，两种状态下的空气物性参数不同。空气密度的变化将使标准状态下的风机全压也随
之变化，在非标准状态下应用风机性能曲线时，必须进行参数变换。
相似定律表明，当一台风机进气状态变化时，其相似条件满足??1?即D2?D2m?、
n?nm、???m此时相似三定律为
Qp?N??1；??； （4-17） Qmpm?mNm?m若标准进气状态的风机全压为p20，空气密度为?20；非标准状态下的空气密度为?，风机全压为p，则全压关系有
p20??20p? (N/㎡) （4-18）
一般风机的进气状态就是当地的大气状态，根据理想气体状态方程p??RT有
?20p20T? （4-19） ?paT20式中pa，?，T是风机在使用条件（即当地大气状态）下的当地大气压，空气密度和湿度。将式（4-19）代入式（4-18）可得
p20?p?p20T101325273?t?p?? (N/㎡) （4-20）
paT20pa293利用此式，可将使用条件?pa,T?下的风机全压p，变换为标准进气状态?p20,T20?下的风机全压p20。
10
风机基本知识
