Máquinas Hidráulicas Ventiladores
Ing. Jorge Fredy Llano M
Ventiladores Definición
Máquinas destinadas a producir movimiento de aire
ene enerrador adores es de flu! flu!o o" que que tra# tra#a! a!an an
con flui fluido doss en est estado ado gaseoso" provocando una diferencia de presión inferior a $"% &gf'cm%.
Máquina inas que que produce ducen n flu flu!os !os de aire ire u otr otros gases" es" con
caudales relativamente altos y #a!as presiones. (ur#omáquina ur#omáquina que se caracteri)a caracteri)a porque porque el fluido impulsado es
un gas *fluido compresi#le+ al que transfiere una potencia con un determinado rendimiento.
Ventiladores Los ventiladores son máquinas que" por medio de la rotación de un rotor *rodete+ provisto de aspas adecuadamente distri#uidas y acci accion onad ado o por por un mot motor" or" perm permit iten en tran transsforma ormarr la ener energ, g,a a mecánica del rotor en formas de energ,a potencial de presión y de energ,a cin-tica. racias racias a la energ,a adquirida" el gas *aire+ se torna capa) de vencer las resistencias impuestas por el sistema Los ventiladores ventiladores son equipamientos esenciales en determinados procesos industriales *uso *uso industrial+ industrial+ y para el confort umano *uso dom-stico+. dom-stico+.
/plicaciones
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Ventiladores / pesar de que no e0iste convenio alguno universalmente adoptado1 los ventiladores pueden su#dividirse en cuatro grupos2 3.
ventiladores de #a!a presión2 asta una presión del orden %$$ mm c agua *ventiladores propiamente dicos+.
. *soplantes+ 5.
ventiladores de alta presión2 entre 4$$ y %6$$ mm c agua *tur#osoplantes+
7.
ventiladores de muy alta presión " mayor a %6$$ mm c agua *compresores+
Ventiladores 8lasificación de los ventiladores 9or la diferencia de presión estática2 /lta presión2 34$ : ∆p; 5$$ mmca Media presión2 <$ : ∆p: 34$ mmca =a!a presión2 ∆p: <$ mmca
Ventiladores 9or el sistema de accionamiento2 /ccionamiento directo /ccionamiento indirecto *por transmisión+
Ventiladores 9or el modo de tra#a!o *modalidad constructiva+2 Ventiladores axiales: mueven grandes caudales con incrementos
de presión estática #a!a. H-lice (u#o a0ial : en una envolvente, dan mayores presiones" generan
.
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Ventiladores Ventiladores centrífugos2 mueven cantidades menores de aire
que los a0iales con incrementos de presión estática mayores. De ala#es curvados acia delante. De ala#es curvados acia atrás. De ála#es rectos1 captación de residuos.
Ventiladores 8aracter,stica de los V. centr,fugos V. ala#es curvados acia delante2 presión 6 veces mayor que un v. a0ial" generan una gran capacidad contra una #a!a presión" elevado nivel sonoro. >o aptos para funcionamiento en paralelo. V. ala#es curvados acia atrás2 generan una descarga menor que los adelantados mayor incremento de presión y eficiencia" son silenciosos V. ala#es rectos2 9oca capacidad" #a!o rendimiento. /decuados para tra#a!ar en am#ientes muy contaminados *material a#rasivo+.
Ventiladores /spas rectas
8osto mas #a!o
enera presiones ra)ona#lemente altas *6$$ mmca+
?pera a altas temperaturas
(ienen la capacidad de e0traer o insuflar gases con material particulado
Ventilador de #a!a eficiencia
9resentan nive e eva o e rui o
Ventiladores /spas curvadas acia atrás
@s el más eficiente entre los centr,fugos
>o indicados para mover aire con material particulado
Muy utili)ados en sistemas de acondicionamiento de aire
Aon silenciosos
Modelos más sofisticados tiene aspas con perfil aerodinámico
Ventiladores /spas curvadas acia adelante
>o aptos para mane!ar gases con material particulado
9resentan una fran!a e0tensa de presión casi constante
9resentan inesta#ilidad a #a!os caudales
Au eficiencia es menor que la de los curvados acia atrás
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Arreglo para prueba de ventiladores
Ventiladores Tres tipos de presiones: 9resión estática" so#re las paredes del conducto. Dinámica" al convertir la energ,a cin-tica en presión. (otal" que es la suma de las dos.
Ventiladores Fórmulas para las presiones en ductos PTV
=
PEV
+
PVV
=
−
Pt s
=
Pes
+
Pvs
Pte
=
Pee
+
Pve
Pv
=
1 2
ρ V
2
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Ventiladores Aistemas de ventilación Los sistemas de ventilación tienen varias funciones 2
promover la circulación de aire *enfriando o calentando+ para mantener confort umano en am#ientes.
remover aire contaminado de am#ientes.
remover" con au0ilio de una corriente de gas" material particulado .
promover el filtrado del aire en am#ientes cr,ticos" etc.
Bn sistema de ventilación #ien calculado" es aquel que" minimi)ando costos de inversión y operación" distri#uye el gas" de acuerdo con las especificaciones" para el am#iente al cual está conectado" opera con p-rdida de carga reducida y no genera ruido intenso y pre!udicial a la salud de los individuos que a#itan su área de actuación.
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Ventilación Industrial. Calidad del aire @l o#!etivo primario de la ventilación industrial es el mantenimiento de la calidad y movimiento del aire en los lugares de tra#a!o" en condiciones convenientes para la protección de la . #ienestar f,sico y a la me!ora del rendimiento en la actividad desarrollada. @l om#re sólo puede vivir en una atmósfera cuyas caracter,sticas se encuentren dentro de l,mites restringidos *cantidad de o0igeno" control de contaminantes" estr-s t-rmico+
Ventiladores La ventilación industrial a sido y continua siendo la principal medida de control efectiva para am#ientes de tra#a!o pre!udiciales al ser umano. @n el campo de la igiene del tra#a!o" la ventilación tiene la finalidad de evitar la dispersión de contaminantes en el am#iente industrial" tam#i-n como diluir concentraciones de los mismos y promover confort t-rmico al ser umano. /s, siendo" la ventilación un m-todo para evitar enfermedades profesionales originadas por la concentración de contaminantes. @l control a ecua o e a po uci n e aire tiene inicio con una a ecua a venti aci n de las operaciones y procesos industriales *máquinas" equipamientos" etc.+" seguido de una escogencia adecuada del colector de los contaminantes *filtros" ciclones" etc.+. 9ara llevar a ca#o la ventilación en una industria" es preciso verificar antes" las condiciones de las máquinas" equipamientos" tam#i-n como los procesos e0istente" a fin de o#tener la me!or eficiencia en la ventilación. La moderni)ación de las industrias" además de aumentar la producción me!ora sensi#lemente a igiene del tra#a!o.
Ventiladores Tipos de ventilación industrial Ventilación general (diluidora) 8onsiste en el ingreso al local de un caudal de aire limpio e0terior" calculado para diluir los contaminantes y reducir sus concentraciones a valores inferiores a los l,mites admisi#les. @ste tipo de ventilación" denominada con propiedad ventilación por dilución" es aplica#le cuando en un local e0isten numerosas fuentes de contaminación " . to0icidad y por la cantidad de contaminantes generados que" cuando superan ciertos valores" determinan la necesidad de caudales de aire que no son t-cnica o económicamente facti#les. @l cálculo del caudal de la ventilación general" necesario para la dilución de los contaminantes" requiere el conocimiento del r-gimen de generación de -stos. La correspondiente estimación es" en general" dificultosa. La concentración admisi#le para el cálculo de#e incluir un factor de seguridad que tome en cuenta la distri#ución desigual de los contaminantes en el local.
Ventiladores Ventilación localizada (extractora)
La ventilación locali)ada incluye tanto a la e0tracción como a la inyección de aire. La e0tracción locali)ada encuentra una aplicación importante en la evacuación de contaminantes en su propia fuente de origen. Idealmente el cálculo de este tipo de ventilación no requiere el conocimiento de la cantidad ni de la to0icidad de los contaminantes" de respira#ilidad. Desde un punto de vista práctico" los factores mencionados influyen en el factor de seguridad que se adopta para determinar el caudal a e0traer. La inyección locali)ada de aire se aplica a la creación de )onas de alta velocidad con el fin de aliviar la carga t-rmica am#iental o" como ya se a seCalado" para reducir la concentración de contaminantes mediante su dispersión.
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Ventiladores elección de un ventilador Conclusión !"sica
Ventilar un local o edificio es simplemente reempla)ar el aire contaminado o sucio con aire limpio y fresco. /unque el proceso de " fundamentos del flu!o del aire nunca cam#ian2 Fuera el aire indeseable, adentro el aire fresco y limpio
Ventiladores Las varia#les que si cam#ian dependiendo de la aplicación son el modelo del ventilador y el rango de volumen de aire *8FM+. ?tras consideraciones incluyen la resistencia a la corriente del aire *presión estática *9e++ y el ruido producido por el ventilador *sones+. one es una #edida del ruido. $n sone es aproxi#ada#ente igual al ruido generado por un refrigerador a una distancia de %&' #.
De acuerdo a la aplicación" e0isten algunos elementos que necesitan ser determinados. @stos son2
Ventiladores a) encontrar el tipo correcto 3. 8audal *8FM + %. 9resión estática o total 5 .La velocidad *revoluciones+ 7. La potencia .
#) deter#inar el di"#etro adecuado (en función del caudal la potencia) c) consultar cat"logos de fabricantes (#odelo del ventilador)
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Ventiladores Tabla para el c"lculo de la intensidad reco#endada en ciertos lugares ones !A 3.57 5%74 Eesidencias *rurales y su#ur#anas+ 3.6 5G63 Aalones de conferencia %G 5467 8uartos de oteles" #i#liotecas cines" oficinas %.64 7364 Aalones de clase y ospitales 5< 77G$ Museos a artamentos residencias ur#anas 73% 74G7 Eestaurantes" sala de espera" #ancos 636 63G =ares y cuarto de #aCo %3 6G% 8ocinas de oteles" lavander,as y supermercados 3%5G G74$ Maquinaria ligera" l,neas de ensam#le 366$ G47 Ferreter,as %6G$ 74 Maquinaria 9esada 9u#licación de la /M8/
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Ventiladores *odelo del Ventilador
(odos los ventiladores e!ecutan la misma función #ásica2 mover el aire de un lugar a otro" pero la gran diversidad de sus aplicaciones crea la necesidad para los fa#ricantes de desarrollar diferentes modelos. 8ada modelo tiene sus " medios más económicos para la operación del movimiento del aire .La clave para su correcta selección es consultar todos los modelos disponi#les y seleccionar el que más se adapte a las necesidades particulares *cálculos previos+.
Ventiladores Acople directo Vs acople por correa
Los ventiladores de acople directo son económicos de#ido al #a!o volumen de aire *%"$$$ 8FM o menos+ y #a!a presión estática *$.6$ o menos+. @stos requieren muy poco mantenimiento y la mayor,a pueden ser mane!ados con un regulador de velocidad para a!ustar el caudal. Los ven a ores e acop e por correa son conven en es para volmenes de aire por encima de %$$$ 8FM y presiones estáticas por encima de $.6$.Las poleas a!usta#les permiten que la velocidad y el caudal del ventilador puedan ser a!ustados asta un %6. Ventiladores para tra#a!ar a temperaturas altas *por encima de los 7
Ventiladores Axiales Vs Centrífugos
Los ventiladores a0iales proporcionan un m-todo económico en el mane!o de grandes volmenes de aire con presiones estáticas relativamente #a!as *$.6$ o menos+. Los motores son generalmente montados dentro de la corriente del aire" lo cual limita las aplicaciones a aire relativamente limpio y a temperaturas má0imas de 75K8. Los Ventiladores centr,fugos son más eficientes en el mane!o de presiones estáticas relativamente altas. Mucos ventiladores centr,fugos son diseCados con motores ya instalados y fuera de la corriente del aire" para moverlo a alta temperatura y contaminación.
Ventiladores +ocalización del Ventilador
Los modelos de ventiladores son diseCados para ser instalados #ásicamente en tres sitios2 en el teco" en una pared lateral o en un ducto. Los elementos #ásicos del ventilador no cam#iarán no importando el sitio donde se monte. Aolamente cam#ia el arma)ón para dar acceso a una instalación muco más fácil. Determinar el me!or sitio para instalar un ventilador depende de las caracter,sticas f,sicas lugar y del flu!o del aire deseado. ?#servando la estructura del lugar y visuali)ando como de#e circular el aire" la u#icación del ventilador se ace muco más evidente.
Ventiladores ,l siste#a de ventilación
Bn sistema de distri#ución de aire" produce una resistencia al flu!o del mismo. -esistencia a la suma de todas las
p-rdidas de presión estática" a medida que el aire circula por el sistema
para mover el aire a trav-s del mismo. Mientras más grande sea la diferencia de presión creada por el ventilador" mayor será el volumen de aire circulado 9e *N+% Forma de la curva del sistema
Ventiladores
La curva del ventilador" es la serie de puntos en los cuales puede operar el ventilador a una velocidad constante" la curva del sistema son los puntos donde el sistema puede operar
