Was sind die Affinitätsgesetze?
Die Affinitätsgesetze sind eine Reihe von Regeln, die die miteinander verbundenen Beziehungen zwischen Geschwindigkeit, Durchfluss, Leistung und Druck beschreiben, die bei Lüftern, Turbinen und ähnlichen Geräten auftreten. Diese Regeln sind für Heizungs- und Kühlungsinstallateure von entscheidender Bedeutung, die Produkte auswählen und korrekt kalibrieren müssen. Sie sind auch beim Entwurf anderer Systeme nützlich, in denen Turbinen, Lüfter und Pumpen verwendet werden können. Diese Gesetze werden in Texten für die Branche veröffentlicht und in der Regel in Schulungen gelehrt und diskutiert.
Eines der Affinitätsgesetze ist die einfache Bedingung, dass Motordrehzahl und -fluss verhältnismäßig sind. Wenn der Motor langsamer wird, verlangsamt sich auch die Strömung von Luft oder anderen Materialien durch eine Turbine. Um den Durchfluss zu erhöhen, muss die Geschwindigkeit erhöht werden. Die Höhe des Drucks unterliegt ebenfalls den Affinitätsgesetzen; Der Druck entspricht der Motordrehzahl im Quadrat.
Leistung kann ein wichtiger Faktor beim Design sein. Je schneller ein Motor läuft, desto mehr Leistung wird benötigt. Die Affinitätsgesetze besprechen die Tatsache, dass die Leistung, die zum Betreiben eines Lüfters oder eines ähnlichen Geräts benötigt wird, gleich dem Würfel der Motordrehzahl ist. Weitere Themen, die von den Affinitätsgesetzen abgedeckt werden, sind der Durchmesser des Laufrads und die Auswirkung, die es auf den Durchfluss, die Leistung und andere Leistungsprobleme haben kann. Diese Regeln sind für viele Systemtypen konsistent und spiegeln die grundlegende Physik des Lüfterdesigns wider.
Installateure von Systemen, die Affinitätsgesetzen unterliegen, müssen über die Verwendung des Systems nachdenken und die entsprechende Ausrüstung und Support-Infrastruktur installieren. Beispielsweise muss eine hohe Leistungsaufnahme mit einer angemessenen Stromquelle abgedeckt werden. Der Installateur berücksichtigt die maximale Belastung des Systems und berücksichtigt diese bei der Auslegung, beispielsweise bei der Klimatisierung in einem sehr heißen Klima, in dem der Benutzer das System bei einer Hitzewelle auf die maximale Einstellung einstellen kann. Die Nichtbeachtung der maximalen Beanspruchung kann zu Problemen führen, beispielsweise zu einem Ausfall des Systems bei hoher Nachfrage.
Affinitätsgesetze können auch in Forschung und Entwicklung von Bedeutung sein. Die Forscher arbeiten in Forschung und Experiment mit Luftströmung und Luftdruck, um Themen wie Aerodynamik zu untersuchen. Sie müssen wiederholbare, quantifizierbare Experimente entwerfen, damit sie die Ergebnisse genau wiedergeben können. Ein Teil dieses Prozesses umfasst die vollständige Beschreibung der Versuchsbedingungen, z. B. eines Wirbels, der in einer Versuchskammer mit Ventilatoren gebildet wird, um zu untersuchen, wie sich Flugzeuge unter windigen Bedingungen verhalten.