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• Junito Andrade

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2.6. Ventiladores ¿Qué es un ventilador? Un ventilador es una máquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Podemos definirlo como una turbo máquina que transmite energía para generar la presión necesaria con la que mantener un flujo continuo de aire. Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento, generalmente eléctrico, con los dispositivos de control propios de los mismos: arranque, regulación de velocidad, conmutación de polaridad, etc. y un propulsor giratorio en contacto

con

el

aire,

al

que

le

transmite

energía.

Este propulsor adopta la forma de rodete con álabes, en el caso del tipo centrífugo, o de una hélice con palas de silueta y en número diverso, en el caso de los axiales. El conjunto, o por lo menos el rodete o la hélice, van envueltos por una caja con paredes de cierre en forma de espiral para los centrífugos y por un marco plano o una envoltura tubular en los axiales. La envolvente tubular puede llevar una reja radial de álabes fijos a la entrada o salida de la hélice, llamada directriz, que guía el aire, para aumentar la presión y el rendimiento del aparato. Caudal Es la cantidad de aire que circula por el conducto. Su expresión es: Q = v S (m³/h) En la Fig. 2 se ha representado un tramo de conducto horizontal de aire (considerado sin pérdidas, para simplificar), recorrido por el caudal Q (m³/h), con la velocidad v (m/s) y de Sección S (m²). Una Sonda de Presión estática Pe y un Tubo de Prandtl nos da la Presión Dinámica. Las fórmulas de relación de todos estos parámetros se indican en la misma figura.

Presión Si el conducto es horizontal, o la diferencia es inferior a 100 metros, la presión por diferencia de altura es cero. La presión estática Pe actúa en todos sentidos dentro del conducto. Se manifiesta en el mismo sentido y en el contrario de la corriente. La presión dinámica Pd actúa en el sentido de la velocidad del aire. La presión total Pt es constante en todos los puntos del filete de fluido considerado y su expresión es: Pt = Pe + Pd

Presión Estática Presión del aire debida solo a su grado de compresión. Puede ser positiva o negativa. En el ventilador es la diferencia entre la presión estática de salida y la presión total a la entrada. Presión Dinámica

Presión del aire debida solo a su movimiento. La presión dinámica puede ser solo positiva. En el ventilador será la correspondiente al promedio de las velocidades a la salida del ventilador.

Presión Total Presión del aire debida a su compresión y movimiento. Es la suma algebraica de las presiones dinámica y estática en un punto determinado. Por lo tanto, si el aire está en reposo, la presión total es igual a la presión estática. En el ventilador será la diferencia entre las presiones totales determinadas a la salida y a la entrada del mismo.

Leyes del Ventilador En un sistema dado, un ventilador, si se mantiene constante la densidad del aire, cumple con: - Q1 / Q2 = n1 / n2.

- pe1 / pe2 = (n1 / n2)2.

- Q = Caudal - pe = Presión estática

- hp1 / hp2 = (n1 / n2)3.

- hp= Potencia absorbida - n= Velocidad de giro (rpm)

Ventiladores de baja presión Se llaman así a los que no alcanzan los 70 Pascales. Suelen ser centrífugos y por antonomasia se designan así los utilizados en climatizadores. Son equipos de Simple y Doble aspiración, Transmisión Directa e Indirecta para requerimientos de Media Presión y caudales.

Fabricados en plancha de acero, protegida contra la corrosión con pintura poliéster, voluta orientable, rodéeles de

alabes

hacia

atrás,

sirocos,

equilibrados

dinámicamente.

APLICACIONES:



Manejadoras de Aire



Climatización Industrial



Minería, Fundición, Termoeléctricas, Industria, Comercio.

Ventiladores de Media Presión Si la presión está entre los 70 y 3.000 Pascales pueden ser centrífugos o axiales.

Son equipos de Simple y Doble aspiración, Transmisión Directa e Indirecta para requerimientos de Media Presión y Caudales. Fabricados en plancha de acero protegida contra la corrosión con pintura poliéster, voluta

orientable,

dinámicamente.

rodetes

de

alabes

hacia

atrás,

radiales,

equilibrado

APLICACIONES: 

Extractores de Filtros de Mangas, Ciclones, Lavadores de Gases, otros.



Picadores en Papeleras y Celulosas.



Minería, Fundición, Termoeléctrica, Industrias

Ventiladores de Alta Presión Cuando la presión está por encima de los 3.000 Pascales. Suelen ser centrífugos con rodetes estrechos y de gran diámetro.

Son equipos de simple aspiración, transmisión directa e indirecta, para requerimientos de Alta Presión y bajos caudales. Fabricados en plancha de acero protegida contra la corrosión con pintura poliéster, voluta orientable, rodetes de alabes hacia atrás, equilibrado dinámicamente. APLICACIONES: Pilas de Lixiviación 

Celdas de Flotación



Transporte Neumático



Minería, Fundición, Termoeléctrica, Industria.

Ventiladores de muy Alta Presión Uso: Para aspiración de aire limpio o polvoriento. Se utilizan para los transportes neumáticos, en las cementeras, para el aporte de aire a quemadores, en los molinos, en las fábricas de pastas alimenticias, en las industrias químicas y petroquímicas, en las industrias metalúrgicas. La temperatura del fluido aspirado no tiene que superar

90º C en versión estándar y 350° C con turbina de enfriamiento. Temperaturas superiores y construcciones especiales bajo pedido.

Ventiladores Axiales Son aquellos en los cuales el flujo de aire sigue la dirección del eje del mismo. Se suelen llamar helicoidales, pues el flujo a la salida tiene una trayectoria con esa forma. En líneas generales son aptos para mover grandes caudales a bajas presiones. Con velocidades periféricas medianamente altas son en general ruidosos. Suelen sub-clasificarse, por la forma de su envolvente, de la siguiente manera: VENTILADOR

HELICOIDAL

DESCRIPCION

APLICACION

Ventiladores aptos para mover grandes caudales de aire con bajas presiones. Son de bajo rendimiento. La transferencia de energía se produce mayoritariamente en forma de presión dinámica.

Se aplica en circulación y extracción de aire en naves industriales. Se instalan en pared sin ningún conducto. Utilizados con objetivo de renovación de aire.

TUBE AXIAL

VANE AXIAL

CENTRIFOIL

Tienen rendimiento algo superior al anterior y es capaz de desarrollar una presión estática mayor. Por su construcción es apto para intercalar en conductos.

Se utiliza en instalaciones de ventilación, calefacción y aire acondicionado que requieran altos caudales con presión media a baja. También se utiliza en algunos sistemas industriales como cabinas de pintura y extracciones localizadas de humos.

Con diseños de palas AIRFOIL, permiten obtener presiones medias y altas con buenos rendimientos. Las palas pueden ser fijas o de ángulo ajustable

Tiene aplicaciones similares a los TUBEAXIAL, pero con la ventaja de tener un flujo más uniforme y la posibilidad de obtener presiones mayores. Para una determinada prestación es relativamente más pequeño que el ventilador centrifugo equiparable.

Se trata de un ventilador con rotor centrífugo pero de flujo axial. Es decir reúne las ventajas del ventilador centrífugo y la facilidad de montaje de un axial con el consiguiente ahorro de espacio.

Las mismas aplicaciones que el ventilador VANEAXIAL.

Ventiladores Centrífugos Son aquellos en los cuales el flujo de aire cambia su dirección, en un ángulo de 90°, entre la entrada y salida. Se suelen sub-clasificar, según la forma de las palas o álabes del rotor, de la siguiente manera:

VENTILADOR

DESCRIPCION

APLICACION

CURVADAS HACIA ADELANTE

PALAS RADIALES

INCLINADAS HACIA ATRAS

AIRFOIL

Rotor con palas curvadas hacia adelante, apto para caudales altos y bajas presiones. No es auto limitante de potencia. Para un mismo caudal y un mismo diámetro de rotor gira a menos vueltas con menor nivel sonoro.

Se utiliza en instalaciones de ventilación, calefacción y aire acondicionado de baja presión.

Rotor de palas radiales. Es el diseño más sencillo y de menor rendimiento. Es muy resistente mecánicamente, y el rodete puede ser reparado con facilidad. El diseño le permite ser auto limpiante. La potencia aumenta de forma continua al aumentar el caudal.

Empleado básicamente para instalaciones industriales de manipulación de materiales. Se le puede aplicar recubrimientos especiales anti-desgaste. También se emplea en aplicaciones industriales de alta presión.

Rotor de palas planas o curvadas inclinadas hacia atrás. Es de alto rendimiento y auto limitador de potencia. Puede girar a velocidades altas.

Se emplea para ventilación, calefacción y aire acondicionado. También puede ser usado en aplicaciones industriales, con ambientes corrosivos y/o bajos contenidos de polvo.

Similar al anterior pero con palas de perfil aerodinámico. Es el de mayor rendimiento dentro de los ventiladores centrífugos. Es auto limitante de potencia.

Es utilizado generalmente para aplicaciones en sistemas de HVAC y aplicaciones industriales con aire limpio. Con construcciones especiales puede ser utilizado en aplicaciones con aire sucio.

Rotores de palas curvadas hacia delante con salida radial. Son una variación de los ventiladores radiales pero con mayor rendimiento. Aptos para trabajar con palas anti desgaste. Son auto limpiante. La potencia aumenta de forma continua al aumento del caudal.

RADIAL TIP

Como los radiales estos ventiladores son aptos para trabajar en aplicaciones industriales con movimiento de materiales abrasivos, pero con un mayor rendimiento.

Ventiladores Estándar Son los aparatos que vehiculan aire sin cargas importantes de contaminantes, humedad, polvo, partículas agresivas y temperaturas máximas de 40º si el motor está en la corriente de aire.

Ventiladores especiales Son los diseñados para tratar el aire caliente, corrosivo, húmedo etc. o bien para ser instalados en el tejado o dedicados al transporte neumático.

Ventiladores Contra rotatorios

Los ventiladores axiales (tipo turbo – axial ) se proporcionan para operarlos en serie por algunos fabricantes como contra – rotatorios, es decir, con sentido de giro invertidos de dos o más etapas consecutivas. De acuerdo con sus curvas de operación, este método proporciona valores de presión más altas que las conseguidas por ventiladores similares puestos en serie con el mismo sentido de rotación, con claras ventajas para el diseño de estaciones de ventiladores, apropiados para la atención de desarrollos de gran longitud. El número de etapas contra – rotatorias pueden ser 2, 3, 4, 5 o más y la presión estática así desarrollada será aproximadamente 3, 4, 6, 7 o más veces que la correspondiente a una etapa simple del mismo diámetro y velocidad. Este sistema de instalación permite hacer la instalación completa para el total de la ductería a emplearse en el desarrollo, y luego comenzar a operar sólo con una etapa, dejando las demás rotando en vacío hasta que la longitud de la ductería precise el funcionamiento de la etapa siguiente y así sucesivamente hasta completar el funcionamiento de todas las etapas contra – rotatorias. El único límite a considerar con cuidadoso análisis es el valor práctico máximo que es conveniente alcanzar con estos ventiladores cuando se trabaja con ductería plástica, que es menos resistente a la presión que el metálico y de mayor generación de fugas de aire, directamente proporcionales a la presión estática de trabajo de la ductería. Las ventajas de este tipo de instalación con ventiladores, cuyas unidades son idénticas y con fuerza motriz independiente son sus facilidades de montaje en serie, sin requerir ductería intermedia como acontece con los tipos vane – axial, su eficiencia en la generación de alta presión estática, su ajuste de ángulo de paletas que permite variar su capacidad y su economía en energía durante la puesta en marcha del sistema.

Normas Norma técnica em 030: instalaciones de ventiladores Norma AMCA 205-10 Clasificación de eficiencia energética para ventiladores

Conclusión En mi opinión es un tema muy interesante ya que el ventilador es muy importante en las empresas ya que de él depende mucho porque puede servir como ventilación para los trabajadores así como extraer los materiales que van a

trabajar en la empresa, es un tema muy interesante, sinceramente desconocía la definición de ventilador y ahora gracias a esta tarea ya la conozco.