HOJ AS TEC NI NIC C AS
VENTILADORES
CLASIFICACIÓN DE VENTILADORES
¿Qué es un Ventilador? Un ventilador es una máquina rotativa q ue pone el air aire, o un ga s, en movimiento. movimiento. P od emos definirl definirloo como una turbomáquina que transmite energía para generar la presión neces aria aria con la q ue mantener un un flujo contínuo de aire. Dentro Dentro de una c las ifica fica ción general de máquinas, como muestra el cuadro al pié, encontramos a los ventilad ores ores como turbomá turbomá q uinas uinas hidráuhidráulica s, tipo tipo generad or, or, para g as es. Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento, generalmente eléctri eléctrico, co, con los dispos itivos tivos de control propios propios de los mismos mismos :
arranque, regulación de velocidad, conmutación de polaridad, etc. y un propul propulsor sor g iratorio ratorio e n co ntac to c on el aire, al que le transmite energía. Este propul propulsor ad opta la forma forma de rodete con á labes , en el ca so d el tipo centrífugo, o de una hélice con palas de silueta y en número diverso, en el caso de los axiales. El co njunto, njunto, o por lo lo me nos el rod rod ete o la héli hélice , van e nvueltos nvueltos por una ca ja con pa redes de cierr cierre en forma de espiral para los centrífugos y por un marco plano o una envoltura tubular tubular en los a xia xia les . La e nvolvente nvolvente tubular tubular pued e lleva lleva r una reja reja radial de á lab es fij fijos a la e ntrad ntrad a o sa lida
de la héli hélice , lla lla ma da direc direc tri triz, q ue guía el aire, para aumentar la presión y el rendimi rendimiento ento d el apa rato. En el tipo helicocentrífugo y en el tra tra nsversa l, el elemento impulso impulso r del aire adopta una forma cercana al de los rodetes centrífugos.
CIRCULACIÓN DEL AIRE El aire circula por un conducto gracias a la difer diferenci enciaa de presión presión que existe existe entre entre s us e xtremos. xtremos. P ara difer diferenci encias as de nivel nivel de has ta 100 m, velocida velocida des inferi nferiores a 50 m/s (ca (ca so q ue puede c ons iderarse al aire como incompresible) sible) y régimen es ta cionario, cionario,
PARA LÍQUIDOS: BOMBAS GENERADORES TURB OMÁQUINAS
PARA GAS ES : VENTILADOR ILADOR ES
MOTORE MOTORE S : TUR B INAS INAS HIDRÁULIC AS M. HIDRÁULICAS MÁQUINAS
MÁQUINAS DE FLUIDO
MÁQ. DE DE S P LAZAMI LAZAMIENT ENTO O P OS ITIVO IVO M. TÉRMICAS ÉRMICAS (Su es tudio s e ha ce e n Termodiná mica )
MÁQUINAS HER RAMIENTAS MÁQU MÁQU INAS INAS ELÉC TRIC AS
MOTORES GENERADORES Nota: Nota: Las máq uinas uinas de des plaza plaza miento miento positivo positivo so n reversibles reversibles en g eneral
HOJ AS TEC NIC AS las presiones obedecen al siguiente teorema:
CAUDAL, VELOCIDAD Y PRESIONES
Teorema de Bernouilli La expresión a nalítica del mismo dice: La suma de la presión está tica , la dinámica y la debida a la altura, es constante para todos los puntos de un filete de fluido.
Presiones S i el conducto es horizonta l, o la d iferencia es inferior a 100 metros, la pres ión po r diferencia de a ltura es cero. La presión está tica P e ac túa en todos sentidos dentro de l conducto. S e ma nifies ta en el mismo se ntido y en el contrario de la corriente.
Fig. 1
CURVA CARACTERÍSTICA
La presión dinámica P d a ctúa en el sentido de la velocidad del aire. La presión total P t es consta nte en todo s los puntos del filete d e fluído considerad o y su expresión es: Pt = Pe + Pd
Caudal Es la cantidad de aire que circula por el conducto. Su expresión es: Q = v S (m 3/h) En la figura 1 s e ha representa do un tramo de conducto horizontal de aire (considerado sin pérdidas, para simplificar), recorrido por el caudal Q(m3/h), c on la ve locida d v (m/s ) y d e Se cción S (m 2). Una Sonda de P resión está tica P e y un Tubo d e P randtl nos d a la P resión Dinámica . Las fórmulas de relación de todos estos parámetros se indica n en la misma figura.
Curva Característica Es la representación gráfica de todos los es tado s ca udal-presión de qué es ca pa z un ventila dor. Nos remitimos a la Hoja Técnica VENTILADORES 1 : C URVA C ARACTERÍS TICA, en d ond e se trató monográfica mente el tema. S u representa ción en la figura 2 muestra una Curva Característica típica con expresión de las tres presiones mencionadas. Para cualquier ordenad a en la gráfica , se cumple: Pt = Pd + Pe
Tipo de Curva Característica S eg ún sea el ventilad or, su c urva ca rac terística ad opta una u otra forma primando el concepto de ca udal sobre el de presión o viceversa.
Fig. 2
Extractores: Entrada entubada,
En los ventila dores helico ida les , a xia les, en c omparación con el cauda l de que son capaces, sus posibilidades de presión son discretas. Los ventiladores centrífugos, en general, son capa ces de presiones altas con ca uda les más bien ba jos y los ventilad ores helico centrífugos pa rticipan de amb as posibilida des de c auda l y presión, si bien no en la medida que a específica de los otros.
1.2 Ventiladores Murales.
CLASIFICACIÓN DE LOS VENTILADORES
1.3 Ventiladores de Chorro.
Los ventilad ores ha n venido c la sificá ndose de muy diferentes ma neras y no es extraño que un mismo a parato puede a ceptar dos, tres o más denominac iones. Es ba sta nte común ad optar la d esignación atendiendo a alguna d e sus ca racterísticas ada ptadas al cas o que se está tratando.
2. Atendiendo a la trayectoria del aire.
Aq uí vamo s a ofrece r la siguiente:
1. Atendiendo a su FUNCIÓN 1.1 Ventiladores con Envolvente, q ue sue le se r tubular. A su vez pueden ser:
Impulsores: Entrad a libre, s alida entubada.
descarga libre.
Impulsores-Extractores: Entrada y sa lida entuba da s Fig. 4 Conoc idos también como simplemente Extrac tores, tienen la función de tra slad a r aire e ntre dos espac ios s eparado s por un muro o pa red, Fig. 5. Aparatos usa dos para proyecta r una corriente de aire incidiendo sob re persona s o c osa s. Fig. 6.
2.1 Ventiladores Centrífugos. En estos a paratos la trayec toria del aire sigue una dirección axial a la entrad a y paralela a un plano radial a la salida. Entrada y salida está n en áng ulo recto. El rodete de estos aparatos está compuesto de álabes q ue pueden ser hacia ADELANTE (fig. 7a), RADIALES (7b) o ATRÁS (7c ).
HOJ AS TEC NIC AS 2.2 Ventiladores Axiales. La entrad a de a ire a l apa rato y s u salida siguen una trayectoria según superficies cilíndricas coaxiales. Los ventilad ores de sc ritos en 1.1, 1.2 y 1.3 pueden s er, ta mbién, axiales.
2.3 Ventiladores Transversales
Fig . 4
Fig . 5
Fig . 6
Fig . 7
Fig . 8
Fig . 9
Fig . 10
Fig . 11
Fig . 12
Fig . 13
Fig . 14
Fig . 15
La trayec toria del a ire e n el rodete d e es tos ventilad ores es normal al eje tanto a la entrada como a la s alida , cruzando el cuerpo d el mismo . Fig. 8.
2.4 Ventiladores Helicocentrífugos So n apa ratos intermedios a los 2.1. y 2.2.: El aire entra como en los axiales y sale igual que en los centrífugos. Fig.9.
3. Atendiendo a la presión 3.1 Ventiladores de Baja Presión Se llama n as í a los q ue no alcanzan los 70 Pascales. Suelen ser centrífugos y por autonomasia se designan así los utilizados en c limatizad ores. Fig. 10.
3.2 Mediana Presión. S i la pres ión es tá e ntre los 70 y 3.000 Pascales. Pueden ser centrífugos o axiales.
3.3 Alta Presión Cuando la presión está por encima d e los 3.000 Pa sc ales. Suelen ser centrífugos con rodetes estrechos y d e g ran d iámetro. Fig. 12.
Fig. 16
CURVAS DE RODETES Y HÉLICE DISTINTOS, DEL MISMO DIÁMETRO, A IGUAL VELOCIDAD DE ROTACIÓN.
HOJ AS TEC NIC AS 4. Atendiendo a las condiciones de funcionamiento.
ZONA RECOMENDABLE DE FUNCIONAMIENTO
4.1 Ventiladores Estandar Son los aparatos que vehiculan aire sin cargas importantes de contaminantes, humedad, polvo, partículas ag resivas y temperaturas máximas de 40º si el motor está en la c orriente de aire.
4.2 Ventiladores Especiales Fig. 17
So n los diseñados para tratar el aire ca liente, c orros ivo, húmedo etc. o bien para ser instalados en el tejado (Fig. 13) o d edica do s al tra nspo rte neumático.
5. Atendiendo al sistema de accionamiento 5.1 Accionamiento Directo Cuando el motor eléctrico tiene el eje común, o por prolongación, con el del rodete o hélice del ventilador.
5.2 Accionamiento por Transmisión Fig. 18
Como es el cas o de trans misión por correas y poleas para se parar el motor de la corriente del aire (por caliente, explosivo, etc.). Fig. 14.
6. Atendiendo al Control de las Prestaciones. Es el caso de ventiladores de velocidad variable por el uso de reguladores eléctricos , de compuertas de ad misión o des ca rga , modifica ción del ca uda l por inclinac ión va ria ble de los álabes de las hélices, etc. Fig. 15. Fig . 19
ZONA DE FUNCIONAMIENTO Según sea el ventilador, tipo y tamaño, existe una zona de su curva característica en la q ue es recomenda ble su uso. Fuera de élla pueden producirse fenómenos q ue hacen a umentar desproporcionadamente el consumo hundiendo e l rendimiento, provoc a ndo un aumento intolerable del ruido e incluso produciendo flujos intermitentes de a ire e n se ntido inverso . En los catálogos de ventiladores vienen indica da s las zo nas de la curva característica Recomendadas de uso o, simplemente, solo se publica el tramo de curva en el que es ac eptab le s u funcionamiento. En general la mencionada zona a ba rca la superficie sombread a q ue se indica en la fig. 17 para una familia de curvas de un aparato a va rias velocidad es.
Fig. 20 Las gráfica s d e la figura 18 son las de ventilad ores ce ntrífugos con rode tes Adelante, Ra diales y Atrás c on indica ción de la zona normal de trabajo y en porcentajes de caudal y presión. Las de la fig. 19 representa n ventilado res axiales, impulso r uno y tubular el otro, de mediana presión, con las
misma s indica ciones des critas para los apa ratos anteriores. Las de la fig. 20 corresponden a rod etes helico centrífugos y trans versa les c on la misma forma de expresa r su capacidad de presión y caudal en porcentaje del total y con las zonas normales de trabajo.
