Wat zijn de affiniteitswetten?
De affiniteitswetten zijn een set regels om de onderling verbonden relaties tussen snelheid, stroming, vermogen en druk te beschrijven die worden gezien bij ventilatoren, turbines en soortgelijke apparaten. Deze regels zijn van cruciaal belang voor installateurs van verwarming en koeling, die producten moeten selecteren die geschikt zijn voor hun behoeften en deze correct kalibreren. Ze zijn ook nuttig bij het ontwerpen van andere systemen waar turbines, ventilatoren en pompen kunnen worden gebruikt. Deze wetten worden gepubliceerd in teksten voor de industrie en worden doorgaans tijdens trainingen aangeleerd en besproken.
Een van de affiniteitswetten is de eenvoudige bepaling dat motorsnelheid en flow evenredig zijn. Naarmate de motor vertraagt, zal de luchtstroom of andere materialen door een turbine ook vertragen. Om de stroom te vergroten, is het noodzakelijk om de snelheid te verhogen. De hoeveelheid druk is ook onderworpen aan affiniteitswetten; druk is gelijk aan de snelheid van de motor, in het kwadraat.
Kracht kan een belangrijke factor zijn in het ontwerp. Hoe sneller een motor gaat, hoe meer vermogen hij nodig heeft. De affiniteitswetten bespreken het feit dat het vermogen dat nodig is om een ventilator of vergelijkbaar apparaat te laten werken, gelijk is aan de kubus van de motorsnelheid. Andere onderwerpen die onder affiniteitswetten vallen, zijn de diameter van de waaier en het effect dat dit kan hebben op stroming, vermogen en andere prestatieproblemen. Deze regels zijn consistent in veel soorten systemen en weerspiegelen de basisfysica achter het ventilatorontwerp.
Installateurs van systemen die onder de affiniteitswetten vallen, moeten nadenken over het gebruik van het systeem en de juiste apparatuur en ondersteunende infrastructuur installeren. Een hoog stroomverbruik moet bijvoorbeeld worden ondergebracht met een adequate stroombron. De installateur houdt rekening met de maximale belasting van het systeem en houdt er rekening mee in het ontwerp, bijvoorbeeld in het geval van airconditioning in een zeer warm klimaat waar gebruikers het systeem in een hittegolf naar de maximale instelling kunnen draaien. Het niet in acht nemen van de maximale stress kan leiden tot problemen, zoals een defect van het systeem onder grote vraag.
Affiniteitswetten kunnen ook belangrijk zijn bij onderzoek en ontwikkeling. Onderzoekers werken met luchtstroom en druk in onderzoek en experimenten om onderwerpen als aerodynamica te verkennen. Ze moeten herhaalbare, kwantificeerbare experimenten ontwerpen, zodat ze de resultaten nauwkeurig kunnen rapporteren. Een deel van dit proces omvat het volledig beschrijven van de omstandigheden van het experiment, zoals een werveling gevormd in een experimentele kamer met fans om te kijken hoe vliegtuigen presteren in winderige omstandigheden.