你會選擇節(jié)通風機的選型嗎
通風機的選型包括選型要點,選型計算。通風機的應用主要是根據(jù)用途不同選擇不同通 風機及注意事項。
—、通風機的選型
選型原則
0)在選擇通風機前,應了解國內(nèi)通風機的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況,如生產(chǎn)的通風機品種、 規(guī)格和各種產(chǎn)品的特殊用途,以及生產(chǎn)廠商產(chǎn)品質(zhì)量、后續(xù)服務等情況綜合考察。
③根據(jù)通風機輸送氣體的性質(zhì)不同,選擇不同用途的通風機。如輸送有爆炸和易燃氣 體的應選防爆通風機;輸送煤粉的應選擇煤粉通風機;輸送有腐蝕性氣體的應選擇防腐通風 機;在高溫場合下工作或輸送高溫氣體的應選擇高溫通風機等。
©在通風機選擇性能圖表上查得有兩種以上的通風機可供選擇時,應優(yōu)先選擇效率較 高、機號較小、調(diào)節(jié)范圍較大的一種。
④當通風機配用的電機功率<75kW時,可不裝設啟動用的閥門。當排送髙溫煙氣或 空氣而選擇離心鍋爐引風機時,應設啟動用的閥門,以防冷態(tài)運轉(zhuǎn)時造成過載。
⑤對有消聲要求的通風系統(tǒng),應首先選擇低噪聲的風機,例如效率高、葉輪圓周速度 低的通風機,且使其在最高效率點工作;還要采取相應的消聲措施。如裝設參f]猜聲設備。 通風機和電動機的減振措施,一般可釆用減基礎,如彈簧減振器或橡膠減振器等。
在選擇通風機時,應盡量避免采用通風機并聯(lián)或串聯(lián)工作。當通風機聯(lián)合工作時, 盡可能選擇同型號同規(guī)格的通風機并聯(lián)或串聯(lián)工作;當采用串聯(lián)時,第一級通風機到第二節(jié) 通風機之間應有一定的管路聯(lián)結(jié)。
彰原有除塵系統(tǒng)更換用新風機應考慮充分利用原有設備、適合現(xiàn)場安裝及安全運行等 問題。根據(jù)原有風機歷年來的運行情況和存在問題,最后確定風釩的設計參數(shù),以避免采用 新型風機時所洚用的流量、拯力不能滿足實際運行的需要。
⑧通風機在非標準狀態(tài)時性能參數(shù)換算見表1«19
⑨選擇風機必須考慮當?shù)貧鈮汉徒橘|(zhì)溫度對風機特性的修疋。
通風機的選型計算
<%> 風量(Qtl
Qi=kik2Q CrnVW (lOHii)
式中,Q為系統(tǒng)設計總風量,-fei為管網(wǎng)漏風附加系數(shù)》W按取值; h為設備漏風附加系數(shù),可按有關設備樣本選取,或取5%?
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pi~ ipa i 十多i lf)-29)
式中,> 為管網(wǎng)的總壓力損失,Pa;為為設備的壓力損失,Pa,可按有關設備樣本 選??;ai為管網(wǎng)的壓力損失附加系數(shù),可按15%?215%取值;財為通風機全壓負差系 數(shù),一般可取0二1.傲X國內(nèi)風機行業(yè)規(guī)定)。
im _潘機功率(m
式中,K為容量安全系數(shù),按表貝-9選取;7為通風機的效率,(按有關風機樣本選 ?。?,|f; 7ST為通風機傳動效率,
, 表10-11通風機性能換算
注:Q為風量;p為全壓;iv為軸功率;7為效率;|0為密度;W為轉(zhuǎn)速;B為大氣壓力;t為溫度。
皮帶轉(zhuǎn)運點除塵系統(tǒng)風量14000m*/h,管道總壓力損失lOlOPa的管網(wǎng)計算 結(jié)果,選擇該系配用通風機。
解:
通風機風量計算系統(tǒng)設計風量為Q = 14000m3/h,取管網(wǎng)漏風附加率為15%, 即Ki@l. 15;除塵設備選用脈沖袋式除塵器,設備漏風率按5%考慮,即K#^;L.05;由 此,風機的風量計算值為:
Qf*=KiK2Q = l. 15^1. 05X14000= 16905(m3/h>
通風機風壓計算管網(wǎng)計算總壓損為ftlOlOPa,取管網(wǎng)壓損附加率為15減,即 a 1 = 1.15;除塵器設備阻力取/^el.ZOOPa;風機全壓負差系數(shù)取Q5;由此,風機的 全壓計算值為
^r= (/?aj,+^s)a2=<1010Xl. 15+12.00) X1. 05 = 2480(Pa>
通風機選型根據(jù)上述風機的計算風量和風壓,査表選得4-72NQ8D離心式通風機 1臺,風機的參數(shù)為風量17920&3_1000mMh;風壓2795?1814Pa;轉(zhuǎn)速1600.r/min;配用 電機 Y180M-2;功率 22kW„
二、除塵常用通風機
除塵工程用的通風機有兩個明顯特點:一是通風機的全壓相對較高,以適應除塵系統(tǒng)阻 力損失的需要;二是輸送氣體中允許有一定的粉塵含量^因此選用除塵風機時要特別注意氣 體密度變化引起的風量和風壓的變化_氣體密度變化的因素有:①氣體溫度變化;②氣體含 塵濃度變化;③風機在高原地區(qū)使用;④除塵器裝在風機負壓端,且阻力偏高。除塵常用通 風機的性能見表10-12。
表10-12除塵常用通風機性能注:1.除表列常用風機外,許多風機廠家還生產(chǎn)多種型號風機,據(jù)統(tǒng)計,國產(chǎn)風機型號約40G多神,其中多數(shù)可用 于除塵系統(tǒng)。此外對大中型除塵系統(tǒng)還可委托風機廠家設計適合除塵用的非標準風機。
風機出廠的合格品性能是在給定流量下全壓值不超過士5%。
性能表中提供的參數(shù),一般無說明的均系按氣體溫度f = 2(TC、大氣壓力/>a = 101.3kPa、氣體密度- = 1. 2kg/m3 的空氣介質(zhì)計算的。引風機性能按煙氣的溫度? = 200°0、大氣壓力^ = 101.31^^、氣體密度ptO.NSkg/m3的空氣介質(zhì) 計算。
彐、通風機應用注意事項
,■寒減少通風«產(chǎn)生騎'振.相輸聲;,在條,愈許時s ‘奪在_機嫌出口與通風譽道遂 接處用軟管瀵接„軟像接尖―_用帆布馘眷^
②當M機出口小—F通風賽加設擴大管。:爾:羨具廣ffi 口風速本_,出U的釋_:具_ 大,內(nèi)側(cè)風速很?。ㄒ姞朘H2)。所以擴大管©—#1丨必須與風機外殼深持垂4或吳繼氣流 方掏礦大.,兩邊延長義相交形成的夾角小于擴大管長度為.擴大口與fc&M口食廣藉的兩鎮(zhèn),風機> 進風口擴太管的要_®43 ■示離心通風機進出風U的;ft#不同連接方法和形式。圖 砂]3中況k'CTiU -(c)為正確__??h燦加,—為不_連^«^
隱ws離必通風機道出接方ft*開
③離心通風機出口接彎管時,其轉(zhuǎn)彎方向應與氣流旋轉(zhuǎn)方向一致,曲率半徑應符合技 術規(guī)定,以減少彎管阻力損失。
④風機與電動機間采用皮帶輪傳動時,電動機軸必須與風機軸保持平行,皮帶輪的回 轉(zhuǎn)方向必須合理,如圖10-14所示。皮帶緊的一邊在下面,松的一邊在上面,以增大松邊在 輪上的接觸面,減少丟轉(zhuǎn)。
⑤圖10-15是雙吸入通風機室內(nèi)占位置最小的情況,每側(cè)機殼到室壁的距離W至少等 于1個葉輪直徑,若少于1個葉輪直徑的距離,則進口流量將受到影響。
圖1CMS雙吸入通風機兩側(cè)應有距離
1 一電機皮帶;.2—皮帶;3—風機皮帶輪
⑥在濕式除塵器系統(tǒng)中,通風機機殼最低點應設排水裝置。需要連接排水時,宜設排 水水封,水封高度應保證水不致被吸空;不需要連續(xù)排水時,可設帶堵頭的直排水管,需要 時打開堵頭排水。
⑦露天布置通風機時,對露天擺放的電動裝置都應考慮防雨措施。不設防雨措施時必 須選用能防雨的電動機。
⑧根據(jù)不同用途選擇通風機的類型。如果風機安裝在除塵器的后面,可選擇一般通風 機。有腐蝕性的氣體時,應選用防腐通風機;易燃易爆氣體或含塵量較大的氣體要選用防爆 通風機或排塵通風機等。如果風機安裝在除塵器前面,應選用耐磨風機。
⑨根據(jù)所需風量、風壓及選定的通風機類型,確定通風機的機號。在確定通風機的機 號時,考慮到管道可能漏風,系統(tǒng)壓力損失計算有時不夠完善,故應按式(10-31)、式 (10-32)確定通風機的風量和風壓。
風量: Q' = KlQ (lfi-31)
風壓: (10-32)
式中,Q'、A/分別為選擇機號時用的風量、風壓;Q、分別為系統(tǒng)中計算的風量、 風壓;Kl為風量附加安全系數(shù),一般送、排風系統(tǒng)Kl = 1. 1,除塵系統(tǒng)KL = 1.1?1. 15, 氣力輸送系統(tǒng)JCl = 1.15; Kp為風壓附加安全系數(shù),一般排風系統(tǒng)KP = 1.1?1_15, 除塵系統(tǒng)KP = 1.15?1. 2,氣體輸送系統(tǒng)Kp = 1.2。
⑩通風機樣本上的性能參數(shù)是在標準狀態(tài)(大氣壓力101. 325kPa,溫度20C,相對濕 度50%, io = 1.2kg/m3的空氣)下測出的,當實際使用條件不同時,通風機的實際性能就 會變化(風量不變),因此選擇通風機時應對參數(shù)進行換算,其換算關系如下:
Qi=Qo (10-33)
273+t s 101.3 pi , 、
^pl==Apo2n+2ox~T~==Apor2 (10 一 34)
式中,Ch、分別為實際運行時通風機的風量、風壓;Q。、A/>。分別為通風機樣本 上的風量、風壓;&為實際運行工況下空氣密度,kg/m3; p為實際運行條件下的大氣壓 力,kPa; t為運行條件下的氣體溫度,V。
©為便于通風機與系統(tǒng)管道的連接和安裝,應選取合適的通風機出口方向和傳動方式。 如圖1S,16所示。
?應盡量選用噪聲較低的通風機。如果風機噪聲較大應安裝消聲器或其他降噪措施來 滿足環(huán)境噪聲的要求。
四、通風機在除塵系統(tǒng)中的工作
在除塵系統(tǒng)中風機將按其特性曲線上的某一點工作,在此點上,風機的風壓與系統(tǒng)中的 阻力得到平衡,由此也確定了風機的風量。正是由于風機的這種自動平衡的性能,在實際情 況下,致使風機的風量和風壓有時滿足不了設計的要求。這時,如果改用高壓風機,當鳳壓 足以克服系統(tǒng)的阻力損失時,就可以供給必需的風量。
在任何給定的風量下,風機的全壓由以下3部分組成:
①系統(tǒng)管網(wǎng)中各種阻力損失的總和;
②吸人氣體所受壓力和壓入氣體所受壓力的壓力差s當由大氣中吸入氣體又壓入大氣 這一壓力差為零;
③由管網(wǎng)排出肘的動壓。
實際上,很多情況下管網(wǎng)的特性曲線只取決于管網(wǎng)的總阻力和管網(wǎng)排出時的動壓,二者 均與流量的平方成正比,即
= SQ2
式中,為管網(wǎng)總阻力* Fa; S為特性曲線;Q為管網(wǎng)總風量,n^/&p 顯然,曲線/?=/CQ)=SQ2即為管網(wǎng)的特性曲線(拋物線形夂因此在給定某一工況 (Q,P)的情況下,便可以做出整個曲線,從而可以確定其他工況。
當風機供給的風量不能符合要求時,可以采取以下S種方法進行調(diào)整:
①減少或增加管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力損失。如圖10-17 (a)所沄,壓力的改變使管網(wǎng)特性改 變,例如管網(wǎng)特性曲線1,由于壓力降低而改變?yōu)榍€2,風量因而由增加到
②更換風機如圖16-17 (b)所示q這時管網(wǎng)特性沒有變化,用適合于所需風量的另一 風機(特性曲線2>來代替原有風機(特性曲線1)以滿足風量Q2。
③改變風機葉輪轉(zhuǎn)速如圍10-17 (c)所示的方法很多,例如改變皮帶輪的轉(zhuǎn)速比,采 用液力耦合器、變頻調(diào)速器改換變速電機等。
五、通風機的聯(lián)合工作
L通風機并聯(lián)工作
當系統(tǒng)中要求風量很大時,可以在系統(tǒng)中并聯(lián)設置兩臺或多臺風機。并聯(lián)風機的總特性 曲線,是由各種壓力下的風量疊加而得。然面,在實際管網(wǎng)系統(tǒng)中.兩臺風機并聯(lián)i作時的 總風量,不等于單臺風機工作時風量的兩倍,而是總風量的餌??0/9倍。風量增加的數(shù)量, 與管網(wǎng)的特牲及風機型號是否相同等因素有關。
©兩臺型號相同風機的并聯(lián)工作如圖10-18所示。A、B兩臺相同風機并聯(lián)的總特性曲 線另A+S。若系統(tǒng)的5力損失不大,則并聯(lián)后的工作點位于管網(wǎng)特性曲線1與曲線A+® _突點錄,由圖可■看出,這時,R機的風量由單臺時的增加到增加量雖然不等 于兩倍Ql但增加得還是較多。如果管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力損失很大,管網(wǎng)特性曲線為則與 A+S的交點所得到的風量Qz,比單臺風機工作時的風量Qi增加并不多。就是說當系統(tǒng)管 網(wǎng)阻力較大時,影響風量更大
③兩臺型號不同風機的并聯(lián)如圖10-19、圖1士如所示s兩臺型號不同風機并聯(lián)的總特 性曲線為A+B,此時有兩情況:導瓶兩.臺型號枏同藤細激露聯(lián)
_ %m兩臺型號芊轉(zhuǎn)鳳機的并聯(lián)(一i
管網(wǎng)特性曲線1與曲線A+B相交,如圖10-19所示,這時并聯(lián)風機的風量Q2大于 單臺風機的風量Qi。
管網(wǎng)特性曲線1不與曲線A+B相交,如圖10-20所示,或者是與單臺風機B相交, 然后才與并聯(lián)風機A+B相交。這時,并聯(lián)后的風量,可能并不增加,或者還有所減少。 這是應用中必須避免的。
由此可以看出,風機并聯(lián)所得的效果只有在阻力損失低的系統(tǒng)中才明顯;所以,在一般 情況下應盡量避免采用兩臺風機并聯(lián)。在確需并聯(lián)時,則應采用相同的型號。
2.通風機串聯(lián)工作
在同一管網(wǎng)系統(tǒng)中,風機也可以串聯(lián)工作,串聯(lián)工作是在給定流量下,全壓進行疊加。 兩臺型號相同風機的串聯(lián),如圖10-21所示,全壓由增加到pz'風量越小增加壓力 越多。
兩臺型號不同風機的串聯(lián)時,當管網(wǎng)特性曲線1可能與A-KB相交,如圖10-22所示, 風壓有所提高,但增加得并不多。
當管網(wǎng)特性曲線1不與A+B相交,串聯(lián)后的全壓,或者與單臺相 同,或者還小于單臺風機;同時風量也有所減少,功率消耗卻增加。
由此可見,只有在系統(tǒng)中風量小,而阻力大的情況下,多臺風機串聯(lián)才是合理的* 系統(tǒng)風量大、阻力小,多臺風機串聯(lián)不合理。同時,要盡可能采用型號相同的風機進行 串聯(lián)。
六、通風機的運行調(diào)節(jié)
在生產(chǎn)運行過程中,除塵系統(tǒng)對壓力或者流量的要求是經(jīng)常變化的(即管網(wǎng)性能曲線變 化),為適應管網(wǎng)性能曲線變化時,保證系統(tǒng)對壓力或者流量特定值的要求,就需要改變通 風機的性能,使其在新的工況點工作。這種改變通風機性能的方法稱之為通風機的調(diào)節(jié)。
通風機調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)方法
根據(jù)工藝流程的不同要求,按調(diào)節(jié)的任務可分為:等壓力調(diào)節(jié)(改變通風機的流量,保
持壓力穩(wěn)定),等流量調(diào)節(jié)(改變通風機的壓力,保持流量穩(wěn)定)和比例調(diào)節(jié)(保持壓力或 流量的比例不變)。
通風機的調(diào)節(jié)方法通常有以下方法:①通風機出口節(jié)流調(diào)節(jié);②通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié);
③通風機進口氣流預旋繞調(diào)節(jié);④通風機變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),包括液力耦合器變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、渦電流 聯(lián)軸器變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動機變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié);⑤軸流通風機葉片角度調(diào)節(jié);⑥通風機的臺數(shù)
調(diào)節(jié)。
在這些方法中最常用的為節(jié)流調(diào)節(jié),其次為變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
通風機出口節(jié)流調(diào)節(jié)
通風機出口節(jié)流調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)通風機出口管道中的閥門開度,來改變管網(wǎng)特性的。圖 10-24為通風機出口節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意。
等流量調(diào)節(jié)圖10-25為通風機出口節(jié)流等流量調(diào)節(jié)特性曲線,S。為正常工況點, 工況參數(shù)為9v0、pOo
由于O:藝流程的原因,管網(wǎng)阻力減小,管網(wǎng)性能曲線變到曲線3的位置,通風機在Si
點工作,工況參數(shù)為gvi、Pi.這時g的>9v0、pi<p0,然而工藝流程要求壓力減小,流量 保持穩(wěn)定不變。為此,關小通風機出口管道中的閥門開度,使管網(wǎng)性能曲線恢復到原來的曲 線2位置。壓降>0 —/n為消耗于關小出口閥門開度的附加損失,而進人流程中的氣體壓力 為Pi,流量仍為gvo,從而實現(xiàn)了通風機的等流量調(diào)節(jié)。
等壓力調(diào)節(jié)圖10-26為通風機出口節(jié)流等壓力調(diào)節(jié)特性曲線,SD為正常工況點, 工況參數(shù)為9v0、Po.
當工藝流程要求通風機的排氣壓力不變,而流量要求減小到gvl時,則將通風機出口管 道中的閥門開度逐漸關小,管網(wǎng)性能曲線隨之變化,直至閥門開度關到使管網(wǎng)性能曲線變到 曲線3的位置,則滿足了所要求的流量和i,且壓降M為消耗于關小出口閥 門開度的附加損失,而進入流程中氣體的壓力仍為力。,流量減小得gvl,從而實現(xiàn)了等壓力 調(diào)節(jié)。
<!3)出口節(jié)流調(diào)節(jié)的特點出口節(jié)流調(diào)節(jié)是改變管網(wǎng)的特性,而不是調(diào)節(jié)通風機的性
能。它可以實現(xiàn)位于通風機性能曲線/下方的所有工況。由于出口節(jié)流調(diào)節(jié)是人 為地加大管網(wǎng)阻力來改變管網(wǎng)特性,所以這種調(diào)節(jié)方法的經(jīng)濟性最差。
1 一通風機性能曲線;2,3—管網(wǎng)性能曲線 1 一通風機性能曲線;2,3—管網(wǎng)性能曲線
通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié)
通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié)是調(diào)節(jié)通風機進口節(jié)流門(或蝶閥)的開度,改變通風機的進口壓 力,使通風機性能曲線發(fā)生變化,以適應工藝流程對流量或者壓力的特定要求。
等流量調(diào)節(jié)圖10-28為通風機進口節(jié)流等流量調(diào)節(jié)性能曲線,SQ為正常工況點, 工況參數(shù)為gvo、po。
當管網(wǎng)阻力增加,管網(wǎng)性能曲線移到5的位置時,其工況點為Sn工況參數(shù)為 Pio這時,pKp。,q,x>qvo,為達到工藝流程對流量穩(wěn)定不變的要求,則對通風機進行 進口節(jié)流調(diào)節(jié),將圖10-27中的通風機進口節(jié)流門的開度關小,改變通風機的進口狀態(tài)參數(shù) (即進口壓力)。當節(jié)流門的開度關小到某一角度時,通風機的性能曲線變?yōu)榍€2的位置, 與管網(wǎng)性能曲線5相交于S2點,該工況點的工況參數(shù)為9v2、p2。這時9v2=py0,p2< Po,通風機在S2點穩(wěn)定運行,從而實現(xiàn)了通風機的等流量調(diào)節(jié)。
等壓力調(diào)節(jié)圖1049為通風機進口節(jié)流等壓力調(diào)節(jié)性能曲線,S。為正常工況點, 工況參數(shù)gvl>、p0。當管網(wǎng)阻力增加,管網(wǎng)性能曲線移到曲線5的位置時,其工況點為S,. 工況參數(shù)<7V1、p“這時gvl<gvo為達到工藝流程對壓力穩(wěn)定不變的要求,則對通 風機進行進口節(jié)流調(diào)節(jié),將圖10-28中的通風機進口節(jié)流門的開度關小,改變通風機的進口 狀態(tài)參數(shù)(即進口壓力)。當節(jié)流門的開度關小到某一角度時,通風機的性能曲線變?yōu)榍€ 2的位置,與管網(wǎng)性能曲線5相交于S2點,該工況點的工況參數(shù)為gv2、pzo這時,gv.2< ?vio通風機在32點穩(wěn)定運行,從而實現(xiàn)了通風機的等壓力調(diào)節(jié)。
1,2—通風機性能曲線;3—通風機進口特 性曲線;_4,5—管網(wǎng)性能曲線
(3)進口節(jié)流調(diào)節(jié)的特點通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié) 是通過改變通風機的進口狀態(tài)參數(shù)(即進口壓力),
來改變通風機性能曲線的,然而,通風機出口節(jié)流調(diào) 節(jié)是通過關小出口閥門的開度來改變管網(wǎng)特性的,人 為地增加了管網(wǎng)阻力,消耗一部分通風機的壓頭,所 以通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性好。
通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié),原則上可以實現(xiàn)圖10- 30中曲線1下方的所有工況。通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié) 后,使其喘振點向小流量方向變化(見圖10-30中 的喘振線),采用進口節(jié)流的通風機有可能在較小 的流量下工作。通風機進口節(jié)流調(diào)節(jié)是比較簡單易 行的調(diào)節(jié)方法,并且,調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性也好,因此是 一般固定轉(zhuǎn)速的通風機、鼓風機和壓縮機廣泛采用 的調(diào)節(jié)方法。
七、通風機調(diào)速與節(jié)能
通風機調(diào)速有兩個目的:一是為了節(jié)約能源,避免除塵系統(tǒng)用電過多I 二是為了控制風 量.避免除塵系統(tǒng)吸風口抽吸有用物料。除塵系統(tǒng)調(diào)節(jié)風量的方法有風機進出口閥調(diào)節(jié)和風 機變速運轉(zhuǎn),其中增加調(diào)速裝置使風機變速工作是主要的。
1.調(diào)速節(jié)能原理
通風機的壓力聲、流量Q和功率P與轉(zhuǎn)速存在以下關系。
Q2 _nz j>2 _ ^n2 V Pi 一2\3
Qi n\ 'p\ Ijn j ' Pi l^wi J
式中,Qi、Q2 為流量,m3/s; mi、«2 為轉(zhuǎn)速,r/min; jPi、P2 為功率,kW; p.!、 pz為全壓,Pa。
即流量與轉(zhuǎn)速成比例,而功率與流量的3次方成比例。當流量需要改變時,用改變風門 或閥門的開度進行控制,效率很低。若采用轉(zhuǎn)速控制,當流量減小時,所需功率近似按流量