比速度
次の無次元比速度ns というものが定義されている:
n s = N Q ( g H ) 3 / 4 {\displaystyle n_{\mathrm {s} }=N{\frac {\sqrt {Q}}{(gH)^{3/4}}}}
N : 回転速度 [s]
Q : 流量 [m/s]
g : 重力加速度 [m/s]
H : 揚程 [m]
またISOでは、比エネルギーΔE (=gH )を用いて次式で示す形式数(type number)K を定めている。
K = 2 π N Q Δ E 3 / 4 {\displaystyle K=2\pi N{\frac {\sqrt {Q}}{\Delta E^{3/4}}}}
バッキンガムのΠ定理に基づく次元解析を考える。ターボ機械に関係する物理量を流量Q 、揚程H 、回転速度N 、羽根径(機械の大きさ)d 、流体密度ρ、流体粘度ηの6つとすると、これらに含まれる次元は長さ(L)、質量(M)、時間(T)の3つなので、6-3=3つの無次元数で運転状態を表せることが分かる。ターボ機械の場合、この3つの無次元数とはレイノルズ数Re、流量係数φおよび揚程係数ψであり、無次元比速度ns はこれらと次の関係がある:
n s = φ 1 / 2 ψ − 3 / 4 {\displaystyle n_{\mathrm {s} }=\phi ^{1/2}\psi ^{-3/4}}
定義の項で述べた有次元の比速度Ns は、無次元比速度ns や形式数K をポンプや水車など各用途に応じて使いやすく(しかし本質は変えずに)変形したものに過ぎない。