¿Qué me dicen las leyes de los ventiladores sobre el cambio de velocidad?
Las leyes de los ventiladores son proporcionalidades que se cumplen para el mismo ventilador, la misma densidad del aire y el mismo punto de operación sobre la curva del sistema: el flujo escala con la velocidad (N), la presión con N², y la potencia con N³. Son la comprobación de cordura más rápida en cualquier revisión de ventiladores — y explican por qué los pequeños aumentos de velocidad son caros.
Las tres leyes con un ejemplo resuelto
Tome un ventilador a 3,000 rpm y súbalo un 20% hasta 3,600 rpm. El flujo sube un 20%. La presión sube por 1.2² = 1.44, es decir, un 44%. La potencia sube por 1.2³ = 1.728, es decir, casi un 73%. El mismo cálculo funciona en sentido inverso: reducir la velocidad un 20% baja el flujo un 20%, pero la potencia alrededor de un 49% — por eso el control de velocidad variable ahorra energía en aplicaciones de carga parcial.
| Cambio | Flujo (Q) | Presión (P) | Potencia (W) |
|---|---|---|---|
| N × 1.2 | +20% | +44% | +73% |
| N × 0.8 | −20% | −36% | −49% |
| N × 0.5 | −50% | −75% | −87.5% |
Dónde se aplican las leyes — y dónde se rompen
Las leyes asumen que la curva de resistencia del sistema permanece igual y que la densidad es constante. Se aplican a la misma geometría de ventilador (no a un impulsor cambiado) y a puntos que se mueven a lo largo de la misma curva del sistema. No se aplican entre ventiladores distintos, entre cambios de densidad (altitud, temperatura), ni cuando el punto de operación cruza hacia el stall.
- Úselas para predecir un cambio de velocidad válido en el mismo ventilador instalado.
- No las use para comparar dos modelos distintos — lea en su lugar cada curva P-Q.
- En altitud o alta temperatura, corrija por densidad primero y luego aplique las leyes.
Consecuencias prácticas para las revisiones de diseño
Si una revisión térmica dice que el diseño está 5°C por encima del objetivo, la solución ingenua — hacer funcionar el ventilador un 20% más rápido — multiplica la potencia de entrada por ~1.7 y normalmente lleva la corriente y los valores nominales del conector al límite. Compruebe el riel de alimentación, la clasificación del MOSFET/driver y el rango del tach antes de comprometerse. La solución más barata suele ser reducir la resistencia del sistema: agujeros de entrada más grandes, menor recorrido del filtro o un disipador menos restrictivo.
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