Quali sono le leggi sull'affinità?
Le leggi di affinità sono un insieme di regole per descrivere le relazioni interconnesse tra velocità, flusso, potenza e pressione osservate con ventilatori, turbine e dispositivi simili. Queste regole sono fondamentali per gli installatori di riscaldamento e raffreddamento, che devono selezionare i prodotti adeguati alle loro esigenze e calibrarli correttamente. Sono inoltre utili nella progettazione di altri sistemi in cui è possibile utilizzare turbine, ventilatori e pompe. Queste leggi sono pubblicate in testi per l'industria e in genere vengono insegnate e discusse in formazione.
Una delle leggi di affinità è la semplice stipulazione che la velocità e il flusso del motore sono proporzionati. Mentre il motore rallenta, anche il flusso d'aria o altri materiali attraverso una turbina rallenta. Per aumentare il flusso, è necessario aumentare la velocità. La quantità di pressione è anche soggetta alle leggi di affinità; la pressione sarà uguale alla velocità del motore, al quadrato.
Il potere può essere un fattore importante nel design. Più veloce è un motore, maggiore è la potenza richiesta. Le leggi di affinità discutono del fatto che la potenza necessaria per far funzionare un ventilatore o un dispositivo simile è uguale al cubo della velocità del motore. Altri argomenti coperti dalle leggi di affinità sono il diametro della girante e l'effetto che può avere su flusso, potenza e altri problemi di prestazione. Queste regole sono coerenti con molti tipi di sistemi, riflettendo la fisica di base alla base della progettazione dei fan.
Gli installatori di sistemi soggetti alle leggi di affinità devono pensare agli usi del sistema e installare le attrezzature e l'infrastruttura di supporto appropriate. Un assorbimento di potenza elevato, ad esempio, deve essere accompagnato da una fonte di alimentazione adeguata. L'installatore considera il massimo stress sul sistema e lo tiene conto nella progettazione, come ad esempio nel caso del condizionamento d'aria in un clima molto caldo in cui gli utenti possono portare il sistema all'impostazione massima in un'ondata di calore. La mancata considerazione del massimo stress potrebbe comportare problemi, come un guasto del sistema in forte domanda.
Le leggi sull'affinità possono anche essere importanti nella ricerca e nello sviluppo. I ricercatori lavorano con il flusso d'aria e la pressione nella ricerca e nella sperimentazione per esplorare argomenti come l'aerodinamica. Devono progettare esperimenti ripetibili e quantificabili in modo da poter riportare i risultati in modo accurato. Parte di questo processo include la descrizione completa delle condizioni dell'esperimento, come un vortice formato in una camera sperimentale con i fan per osservare come gli aerei si comportano in condizioni ventose.