Les lois d’affinité sont un ensemble de règles pour décrire les relations interconnectées entre la vitesse, le débit, la puissance et la pression observées avec des ventilateurs, des turbines et des dispositifs similaires. Ces règles sont essentielles pour les installateurs de chauffage et de refroidissement, qui doivent sélectionner des produits adaptés à leurs besoins et les calibrer correctement. Ils sont également utiles dans la conception d’autres systèmes où des turbines, des ventilateurs et des pompes peuvent être utilisés. Ces lois sont publiées dans des textes pour l’industrie et sont généralement enseignées et discutées lors de la formation.
L’une des lois d’affinité est la simple stipulation que la vitesse et le débit du moteur sont proportionnés. Au fur et à mesure que le moteur ralentit, le flux d’air ou d’autres matériaux à travers une turbine ralentira également. Pour augmenter le débit, il faut augmenter la vitesse. La quantité de pression est également soumise à des lois d’affinité ; la pression sera égale à la vitesse du moteur, au carré.
La puissance peut être un facteur important dans la conception. Plus un moteur va vite, plus il a besoin de puissance. Les lois d’affinité discutent du fait que la puissance nécessaire pour faire fonctionner un ventilateur ou un appareil similaire est égale au cube de la vitesse du moteur. D’autres sujets couverts par les lois d’affinité sont le diamètre de la roue et l’effet qu’elle peut avoir sur le débit, la puissance et d’autres problèmes de performances. Ces règles sont cohérentes dans de nombreux types de systèmes, reflétant la physique de base derrière la conception des ventilateurs.
Les installateurs de systèmes soumis aux lois d’affinité doivent réfléchir aux utilisations du système et installer les équipements et l’infrastructure de support appropriés. Une consommation d’énergie élevée, par exemple, doit être adaptée avec une source d’alimentation adéquate. L’installateur considère la contrainte maximale sur le système et en tient compte dans la conception, comme par exemple dans le cas de la climatisation dans un climat très chaud où les utilisateurs peuvent tourner le système au maximum en cas de canicule. Ne pas tenir compte de la contrainte maximale pourrait entraîner des problèmes, comme une panne du système en cas de forte demande.
Les lois d’affinité peuvent également être importantes dans la recherche et le développement. Les chercheurs travaillent avec le flux d’air et la pression dans la recherche et l’expérimentation pour explorer des sujets tels que l’aérodynamique. Ils doivent concevoir des expériences reproductibles et quantifiables afin de pouvoir rendre compte des résultats avec précision. Une partie de ce processus comprend la description complète des conditions de l’expérience, comme un vortex formé dans une chambre expérimentale avec des ventilateurs pour examiner les performances des avions dans des conditions venteuses.