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Calculadora de leyes de los ventiladores (leyes de afinidad): caudal, presión estática y potencia

Aplica las leyes de afinidad de los ventiladores: al cambiar las rpm obtén el nuevo caudal, la presión estática, la potencia al freno y la polea necesaria.

Caudal actual
Presión estática actual
Potencia al freno actual del ventilador
Velocidad actual del ventilador
Caudal objetivo
Potencia de placa del motor
Diámetro de paso de la polea del motor (transmisión por banda; 0 si es acople directo)
Velocidad del motor
Relación de densidad del aire (1.0 = estándar, 1.2 kg/m³)
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Cómo funciona

CFM₂ = CFM₁ × (rpm₂/rpm₁) · PE₂ = PE₁ × (rpm₂/rpm₁)² × (ρ₂/ρ₁) · BHP₂ = BHP₁ × (rpm₂/rpm₁)³ × (ρ₂/ρ₁) · polea del ventilador = polea del motor × rpm del motor ÷ rpm del ventilador

Para un mismo ventilador en el mismo sistema de ductos, el caudal es proporcional a la velocidad, la presión al cuadrado de la velocidad y la potencia al cubo. Estas leyes de afinidad permiten predecir qué hará un cambio de polea o de frecuencia en el variador sin una curva nueva: 20% más aire cuesta 44% más presión estática y 73% más potencia, por eso tantos arreglos de "súbele la velocidad" terminan disparando el térmico del motor, y por eso bajar 15% un ventilador sobrado recorta su consumo casi 40%. Como las leyes suponen que el sistema no cambia, dejan de cumplirse si se mueven compuertas o se tapan los filtros; y el aire más ligero por altitud o temperatura baja la presión y la potencia en proporción a su densidad. La calculadora usa las unidades de campo habituales en climatización: CFM (1 CFM = 1.7 m³/h), pulgadas de columna de agua (1 in c.a. = 249 Pa) y hp.

Ejemplo resuelto

Para subir un ventilador de 2,000 CFM (3,400 m³/h) a 1,050 rpm, 0.8 in c.a. y 0.75 hp a 2,400 CFM hacen falta 1,050 × 1.2 = 1,260 rpm: la presión estática sube a 0.8 × 1.44 = 1.15 in c.a. y la potencia a 0.75 × 1.728 = 1.30 hp, más de lo que da el motor de 1 hp, así que se necesita uno de 1½ hp. Con un motor de 1,725 rpm y polea de 3.5″, la polea del ventilador debe bajar de 5.75″ a 4.79″.

Preguntas frecuentes

¿Las leyes de los ventiladores aplican a los motores ECM?

Sí, la física es la misma; un ECM de caudal constante cambia su propia velocidad para mantener los CFM cuando cambia la presión estática, así que su potencia sube con la resistencia del sistema: un filtro sucio se nota como más watts.

¿Por qué la presión estática no subió al cuadrado cuando aceleré el ventilador?

Porque algo cambió en el sistema: se abrió una compuerta de alivio, se cargó un filtro o el ventilador pasó a otra parte de su curva. Las leyes solo se cumplen sobre la misma curva del sistema.

¿Cuánto ahorro si bajo la velocidad de un ventilador?

La potencia cae con el cubo de la velocidad: al bajar 20% las rpm, la potencia queda en 0.8³ = 51%, casi la mitad.

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