Quais são as leis de afinidade?

As leis de afinidade são um conjunto de regras para descrever as relações interconectadas entre velocidade, fluxo, potência e pressão observadas em ventiladores, turbinas e dispositivos semelhantes. Essas regras são críticas para os instaladores de aquecimento e resfriamento, que devem selecionar os produtos adequados às suas necessidades e calibrá-los corretamente. Eles também são úteis no design de outros sistemas onde turbinas, ventiladores e bombas podem ser usados. Essas leis são publicadas em textos para o setor e geralmente são ensinadas e discutidas em treinamento.

Uma das leis de afinidade é a simples estipulação de que a velocidade e o fluxo do motor são proporcionais. À medida que o motor diminui, o fluxo de ar ou outros materiais através de uma turbina também diminui. Para aumentar o fluxo, é necessário aumentar a velocidade. A quantidade de pressão também está sujeita às leis de afinidade; a pressão será igual à velocidade do motor, ao quadrado.

O poder pode ser um fator importante no design. Quanto mais rápido um motor for, mais energia ele precisará. As leis de afinidade discutem o fato de que a energia necessária para acionar um ventilador ou dispositivo similar é igual ao cubo da velocidade do motor. Outros tópicos cobertos pelas leis de afinidade são o diâmetro do impulsor e o efeito que ele pode ter sobre fluxo, potência e outros problemas de desempenho. Essas regras são consistentes em muitos tipos de sistemas, refletindo a física básica por trás do design dos ventiladores.

Os instaladores de sistemas sujeitos às leis de afinidade precisam pensar nos usos do sistema e instalar o equipamento e a infraestrutura de suporte apropriados. Um consumo de alta potência, por exemplo, deve ser acomodado com uma fonte de energia adequada. O instalador considera a tensão máxima no sistema e é responsável pelo projeto, como por exemplo no caso de ar condicionado em um clima muito quente, onde os usuários podem mudar o sistema para a configuração máxima em uma onda de calor. A não consideração do estresse máximo pode resultar em problemas, como um colapso do sistema sob alta demanda.

As leis de afinidade também podem ser importantes em pesquisa e desenvolvimento. Pesquisadores trabalham com fluxo e pressão de ar em pesquisa e experimentação para explorar tópicos como aerodinâmica. Eles precisam projetar experimentos repetíveis e quantificáveis ​​para que possam relatar os resultados com precisão. Parte desse processo inclui a descrição completa das condições do experimento, como um vórtice formado em uma câmara experimental com ventiladores para observar o desempenho das aeronaves em condições de vento.