¿Cuáles son las leyes de afinidad?
Las leyes de afinidad son un conjunto de reglas para describir las relaciones interconectadas entre velocidad, flujo, potencia y presión observadas con ventiladores, turbinas y dispositivos similares. Estas reglas son críticas para los instaladores de calefacción y refrigeración, que deben seleccionar productos adecuados a sus necesidades y calibrarlos correctamente. También son útiles en el diseño de otros sistemas donde se pueden usar turbinas, ventiladores y bombas. Estas leyes se publican en textos para la industria y, por lo general, se enseñan y discuten en capacitación.
Una de las leyes de afinidad es la simple estipulación de que la velocidad y el flujo del motor son proporcionales. A medida que el motor se desacelera, el flujo de aire u otros materiales a través de una turbina también disminuirá. Para aumentar el flujo, es necesario aumentar la velocidad. La cantidad de presión también está sujeta a las leyes de afinidad; la presión será igual a la velocidad del motor, al cuadrado.
El poder puede ser un factor importante en el diseño. Cuanto más rápido va un motor, más potencia requiere. Las leyes de afinidad analizan el hecho de que la potencia necesaria para hacer funcionar un ventilador o dispositivo similar es igual al cubo de la velocidad del motor. Otros temas cubiertos por las leyes de afinidad son el diámetro del impulsor y el efecto que puede tener sobre el flujo, la potencia y otros problemas de rendimiento. Estas reglas son consistentes en muchos tipos de sistemas, y reflejan la física básica detrás del diseño del ventilador.
Los instaladores de sistemas sujetos a leyes de afinidad deben pensar en los usos del sistema e instalar el equipo apropiado y la infraestructura de soporte. Un alto consumo de energía, por ejemplo, debe acomodarse con una fuente de energía adecuada. El instalador considera el esfuerzo máximo en el sistema y lo tiene en cuenta en el diseño, como por ejemplo en el caso de aire acondicionado en un clima muy cálido donde los usuarios pueden cambiar el sistema a la configuración máxima en una ola de calor. Si no se considera la tensión máxima, se podrían generar problemas, como un colapso del sistema bajo alta demanda.
Las leyes de afinidad también pueden ser importantes en la investigación y el desarrollo. Los investigadores trabajan con flujo de aire y presión en investigación y experimentación para explorar temas como la aerodinámica. Necesitan diseñar experimentos repetibles y cuantificables para que puedan informar los resultados con precisión. Parte de este proceso incluye describir completamente las condiciones del experimento, como un vórtice formado en una cámara experimental con ventiladores para observar cómo se desempeñan los aviones en condiciones de viento.