Las leyes de afinidad describen cómo se comporta una bomba centrífuga o un ventilador cuando cambia su velocidad: el caudal escala directamente con la velocidad, la altura escala con el cuadrado de la velocidad y la potencia escala con el cubo de la velocidad. Esa relación cúbica en la potencia es la razón principal por la que los variadores de velocidad ahorran tanta energía en bombas y ventiladores.
Para un impulsor dado que funciona a una nueva velocidad, las leyes de afinidad establecen:
Las mismas relaciones se aplican, aproximadamente, cuando se reduce el diámetro del impulsor en lugar de cambiar su velocidad.
Porque la potencia sigue el cubo de la velocidad, pequeñas reducciones de velocidad producen grandes ahorros de energía. Reducir a la mitad la velocidad de una bomba reduce su potencia a una octava parte.
Por eso estrangular una válvula para reducir el caudal, que deja la bomba a plena velocidad y desperdicia el exceso en forma de calor y ruido, es tan ineficiente en comparación con simplemente reducir la velocidad de la bomba.
Reducir la velocidad con un variador captura directamente el ahorro previsto por la ley del cubo, una idea central en estrategias para reducir los costes energéticos de la fabricación .
El ahorro previsto por la ley del cubo es mayor cuando el sistema está dominado por la fricción, de modo que su curva pasa cerca del origen.
Cuando un sistema tiene una altura estática significativa, al elevar el fluido a una altura fija, la bomba no puede reducir tanto su velocidad antes de dejar de aportar caudal, y los ahorros reales son menores de lo que sugiere la ley del cubo ideal.
Aplique siempre las leyes de afinidad a la curva real del sistema, no de forma aislada.
Lograr ese ahorro significa hacer funcionar la bomba solo a la velocidad que el proceso necesita, que es exactamente lo que hace un variador de frecuencia.
Si está sopesando cómo accionar el motor, vea arrancador suave vs VFD , ya que solo un variador captura el ahorro energético previsto por las leyes de afinidad.
Una plataforma de monitorización que registre la evolución de la velocidad de la bomba, el caudal y la potencia confirma que el ahorro es real y señala cuando una bomba se desvía de su punto eficiente. Fabrico lo lee de la línea y redirige el trabajo cuando la eficiencia disminuye. Reserve una demostración de Fabrico para verlo.
Relacionan el rendimiento de una máquina centrífuga con su velocidad: el caudal es proporcional a la velocidad, la altura al cuadrado de la velocidad y la potencia al cubo de la velocidad.
Porque la potencia escala con el cubo de la velocidad, una modesta reducción de velocidad provoca una gran reducción de potencia. Reducir la velocidad de una bomba al 80 por ciento reduce la potencia a aproximadamente la mitad.
Sí. Se aplican tanto a ventiladores centrífugos como a bombas, y aproximadamente también a recortes del diámetro del impulsor además de a cambios de velocidad.
Porque los sistemas con una altura estática significativa no siguen la curva ideal dominada únicamente por la fricción. La bomba no puede reducir tanto su velocidad, por lo que el ahorro alcanzable es menor que lo que sugiere la ley del cubo pura.
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