¿Podría un ventilador muy rápido que mueve aire a temperatura ambiente estar calentando en lugar de enfriar?

Sí, es muy posible que se produzca un efecto de calentamiento debido al aire en movimiento rápido.

Esencialmente, el aire enfría a un sujeto al aumentar el área sobre la cual se disipa el calor al pasar más aire por unidad de tiempo a través del sujeto.

En el caso de los gases ideales, tenemos una fórmula que gobierna la temperatura del aire con respecto a su velocidad media cuadrática.

$V_{rms}=\sqrt{\frac{3RT}{M}}$

Dónde,$V_{rms}$es la velocidad cuadrática media, R es la constante universal de los gases, T es la temperatura en kelvins y M es la masa molar en kg/mol.

Un ventilador acelera una pequeña fracción del aire total en la habitación, este aire luego viaja a través del resto del aire presente en una habitación y choca con el aire más lento (más frío) y disipa su energía significativamente mucho antes de que llegue al sujeto. . El aumento de temperatura del aire en general es despreciable. Pero cuando se trata de aire en movimiento rápido, este aumento debe tenerse en cuenta, ya que el aire en movimiento más rápido puede causar un efecto de calentamiento a través de las fuerzas de arrastre.

Consideremos el ejemplo de un chorro supersónico, el aire en sí mismo no se mueve colectivamente a velocidades tan altas, pero aún podemos usar este ejemplo ya que la velocidad relativa entre el aire y el chorro sigue siendo alta. Este aire que se mueve rápidamente crea grandes fuerzas de arrastre (fricción) en el chorro, lo que hace que se caliente.

Más información sobre este efecto se puede encontrar aquí

Sí, a veces puede haber un calentamiento considerable. La mayoría de los ventiladores están en línea y el calor proviene del motor. Supongo que técnicamente agregar energía al movimiento del aire sería agregar algo de calor.

Sin embargo, dado que la velocidad hace que las partículas sean más energéticas, y la energía podría convertirse en calor, seguramente habría un punto en el que la velocidad del aire crearía un efecto de calentamiento (en un sujeto humano) en lugar de un efecto de enfriamiento. ¿Es esto correcto? ¿Qué tan rápido debería girar un ventilador a temperatura ambiente si es así?

En primer lugar, el ventilador que aumenta la energía cinética de las partículas de gas no es energía "convertida en calor". El calor es la transferencia de energía debido únicamente a la diferencia de temperatura. Lo que está describiendo es la posibilidad de aumentar la energía cinética de las moléculas de aire de la habitación, que se refleja como un aumento en la temperatura del aire. En otras palabras, el ventilador no genera calor.

Entonces, la verdadera pregunta debería ser si el movimiento del aire por el ventilador resultará o no en un aumento en la temperatura del aire hasta el punto de contrarrestar o anular el efecto de enfriamiento normal de la transferencia de calor por convección.

Si bien es posible que un ventilador pueda aumentar ligeramente la temperatura del aire al "agitar" las moléculas de aire, para los ventiladores domésticos comunes, este aumento probablemente sea insignificante y ciertamente no lo suficiente como para negar el efecto de enfriamiento del movimiento del aire. El serpentín del motor del ventilador, que se calienta cuando el motor está funcionando, probablemente tendría un mayor efecto sobre la temperatura del aire que el movimiento del aire por el ventilador.

Espero que esto ayude.