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 impianti di riscaldamento e raffrescamento, che devono selezionare prodotti adeguati alle proprie esigenze e calibrarli correttamente. Sono anche utili nella progettazione di altri sistemi in cui possono essere utilizzate turbine, ventilatori e pompe. Queste leggi sono pubblicate in testi per l’industria e in genere vengono insegnate e discusse durante la formazione.
Una delle leggi di affinità è la semplice stipula che la velocità del motore e il flusso sono proporzionati. Quando il motore rallenta, rallenta anche il flusso d’aria o di altri materiali attraverso una turbina. Per aumentare il flusso, è necessario aumentare la velocità. Anche la quantità di pressione è soggetta a leggi di affinità; la pressione sarà uguale alla velocità del motore, al quadrato.
La potenza può essere un fattore importante nel design. Più un motore va veloce, più potenza richiede. Le leggi di affinità discutono il fatto che la potenza necessaria per far funzionare un ventilatore o un dispositivo simile è uguale al cubo della velocità del motore. Altri argomenti trattati dalle leggi di affinità sono il diametro della girante e l’effetto che può avere su flusso, potenza e altri problemi di prestazioni. Queste regole sono coerenti in molti tipi di sistemi, riflettendo la fisica di base alla base del design delle ventole.
Gli installatori di sistemi soggetti a leggi di affinità devono pensare agli usi del sistema e installare l’attrezzatura appropriata e l’infrastruttura di supporto. Un elevato assorbimento di potenza, ad esempio, deve essere gestito con una fonte di alimentazione adeguata. L’installatore tiene conto della massima sollecitazione dell’impianto e ne tiene conto nella progettazione, come ad esempio nel caso della climatizzazione in un clima molto caldo dove l’utente può portare l’impianto al massimo in caso di ondata di caldo. La mancata considerazione dello stress massimo potrebbe causare problemi, come un guasto del sistema in caso di forte richiesta.
Anche le leggi di affinità possono 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 ventole per osservare come si comportano gli aerei in condizioni di vento.