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3

DISEÑO DE UN SISTEMA DE EXTRACCION Y RECOLECCION DE

MATERIAL VOLATIL PRODUCIDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

JOSE LUIS PINILLA REINA

HIDELBERG RODRIGUEZ

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-coRpo¡AcróN uNrvERSrrARrA euróNoMA DE occrDENTE

DIVISION INGENIERIAS

PROGRAMA DE N.TCENMRÍN Ir,IECÁNTCN

SANTIAGO DE CALI

MAYO DE 1997

Un¡vórs¡dad Autónoma de Cccid¡nt¡sEcctoN BtELlo,EcA

J23g4e

3

DISEÑO DE UN SISTEMA DE EXTRACCION Y RECOLECCION DE

MATERIAL VOLATIL PRODUCIDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

JOSE LTJIS PINILLA REINA

HIDELBERG RODRIGUEZ

Trabajo de Grado presentadocomo requisito para optar al Título de

I.ngeniero Mecánico

Hugo Cenen HoyosDirector

CORPORACIóN UNIVERSITARIA AUTóNOMA DE OCCIDENTE

DWISION INGENIERIAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA

SANTIAGO DE CALI

MAYO DE 1997

.>

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan zus agradecimientos:

A OSCAR SIERRA VARON, Ingeniero Mecánico por su colaboración en la etapa

definiüva de nuestro proyecto.

A DANILO AMPUDIA, profesor de la Universidad Autónoma de Occidente, por sus

valiosos aportes al proyecto.

A JULIO SINKO, prot'esor de la Universidad Autónoma de Occidente, por sus valiosos

aportes al proyecto.

A CONSTRUCTORA E INMOBILIARIA MELENDEZ, pr su colaboración durante la

elaboracidn del proyecto.

A HUGO CENEN HOYOS, director del proyecto.

lll

DEDICATORIA

A mis padres: Moisés y Amparo, gracias por su excelente tpoyo, formación y por estar

conmigo en todo momento, especialmente en los más diffciles y complejos. Este logro es

de ustedes.

A mr :sposa,

Adriena y mis hijos Luis Eduardo y Luis Alfonso, ustedes son la razínde mi

existir.

A mis hermanos, Marfa Eugenia, Amparo, Luis Fernando y de manera muy especial a Luis

Alberto, quién ha sido y será por siempre mi compañero y guía.

A mis sobrinos, I¡ydy, Lina, Cristian D. y L.

]OSE LUIS PINILIfI

lv

DEDICATORIA

A mis Padres y hermanos por su gran apoyo moral y económico.

A mi hijo Diego Alejandro por darme gran apoyo y espenuza para seguir adelante.

HIDELBERG RODRIGTIN,

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Ti{,n Nota de Aceptación

Aprobado por el comité de

trabajo de grado en

curylimisnto de los

requisitos exigidos por la

Corrporación Universita¡ia

Autónoma de Occidente para

optar al lt¡lo de Ingeniero

Mecánico.

Jurado

vl

Santiago de Cali, Mayo de 1997

TABLA DE CONTENIDO

AGRADECIMIENTOS

DEDICATORIA

DEDICATORIA

RESUMEN

INTRODUCCION

I. PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO

I.I VENTILACION PARA LA ELIMINACION DEL POLVO

1.1.1 Captación del polvo.

1.2 TRANSPORTADORES NEUMATICOS

1.2.1 Generalidades.

1.2.2 Estructura generar de ros úansportadores neumáticos.

1.2.3 Pérdidas de energfa.

2. REQUERIMIENTOS PARA EL CALCULO DEL SISTEMA

2.1 VELOCIDAD DE CAPTURA

2.1.1 Procedimientos de diseño de una campana.

Página

v

xiv

I

2

2

2

4

4

6

7

9

9

9

ln

iv

vll

2.1-2 coeficiente de entrada de la campana y presión estática.

2.1.3 Coeficiente de entr¿da.

2.1.4 Pérdidas de entrada (he).

2.1.5 Presión estática de zucción en la campana.

2.1.6 Velocidad mínima de diseño para el ducto.

2.1.7 Cálculo de las pdrdidas de presión estática.

2.1.8 Procedimiento para el diseño.

2.1.g Cálculo por el método de la longitud equivalente.

2.1.10 Distribución del flujo de aire.

2:l.ll Ramales de entrada a los ductos principales.

2.1.12 Correcciones para diferentes materiales de ductos.

3. CALCULO DEL SISTEMA DE EXTRACCION

3.1 CALCULOS

3.2 RAMALES PRINCIPALES

4. SEPARADORES O CICLONES

4.1 DISEÑO DEL CICLON

4.2 CALCT.JLOS DE DISEÑO

4.2.1 Tolva No. l.

4.2.1.1 A¡ea a la entrada al ciclón.

4.2.1.2 Diámero del ciclón.

4.2.1.3 Di¡ímetro del ducto de escape

4.2.1.4 Di¡ímetro del ducto de descarga inferior.

t2

.14

l4

T4

17

l9

20

2l

22

22

23

32

33

E3

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105

w7

107

lu/

t07

r08

108

vlll

4.2.1.5 Ancho de la entrada al ciclón.

1.2.1.6 Alnrra de la entrada al ciclón.

4.2.1.7 Largo del ducto de escape en el

4.2.1.8 Alh¡ra total del cono.

4.2.1.9 Altura del cono truncado.

4.2.2 Tolva No. 2.

4.2-2.1 A¡ea a la enrada al ciclón.

4.2.2.2 Diáms¡s del ciclón.

interior del ciclón.

4.2.2.3 Di¡ímetro del ducto de escape.

4.2.2.4 Didmst's del ducto de descarga inferior.


4.2.2.6 Alhrra de la entrada al cicldn.

4.2.2.7 Largo del ducto de escape en el interior del ciclón.

4.2.2.8 Ahlra toal del cono.

4.2.2.9 Altura del cono tnrncado.

5. VALVULAS ROTATryAS

5.1 FUNCIONES DE LAS VALWLAS ROTATIVAS

5.1. 1 Extremos abiertos

5.1.2 Extremos cerrados

5.1.3 Cavidades de profundidad media

5.1.4 Cavidades poco profundas.

5. 1.5 Cavidades profundas.

108

108

109

109

109

l@

109

110

110

110

110

lll

111

llt

111

tt2

tt2

t12

113

113

tt3

1r3

ix

Un¡vrfs¡dsd lrrtdnr,rr' ri' lccilafhstcctoN 8t8u0 ¡ EcA

5. 1.6 Paletas intercambiables.

5.2 SELECCION DE LA VALVI.JLA ROTATIVA

5.2.1 Vdvula para ciclón No.l

5.2.2 Vflvula para ciclón No.2.

6. VENTILADORES

6.I APLICACIONES DE LOS VENTILADORES

6.2 CLASIFICACION DE LOS VENTILADORES

6.3 VENTILADORES AXIALES

6.4 VENTILADORES CENTRIFUGOS

6.5 SELECCION DEL VENTILADOR

6.5.1 Ventilador No. 1.

6.5.1.1 Seleccion del motor para ventilador No.l

6.5.2 Ventilador No. 2

6.5.2.1 Seleccion del motor para ventilador No.2

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

1i3

tl7

n7

118

12l

t2l

t2l

r22

t22

r23

t23

124

r25

129

r29

130

TABLA

TABLA

TABLA

TABLA 4.

TABLA 5.

TABLA 6.

TABLA 7.

TABLA 8.

TABLA 9.

1.

2.

3.

f'

LISTA DE TABLAS

Rango de velocidades de captura.

Velocidades de trans¡rorte

Formulas para hallar el volumen o caudal de aire,

de boca de la camp

Imgitud equivalente.

Presión de velocidad (VP)

Tamaños y capacidades de vflvulas rotaüvas.

Factores & corrección por altitud.

Tamaño 13 LS.

Tipos de motores trifásicos Siemens.

según el tipo

Página

29

30

31

120

t26

t27

r28

l0

2E

xl

LISTA DE FIGURAS

Página

Sisüemas característicos de los transportadores.

Corriente del aire 13

Valores de coeficiente de entrada Ce. para varios üpos de campanas. 15

Coeficientes de pérdidas a la entrada para yor tipos de campanas. 18

Factores de comeccidn para densidad del aire. 25

FIGTJRA 1.

FIGURA 2.

FIGURA 3.

FIGURA 4.

FTGT.JRA 5.

FIGURA 6.

FIGURA 7.

FIGURA,8.

FIGIJRA 9.

RGURA 10.

FIGT.JRA II.

Pérdidas de aire por succión en loi ductos para volúmenes de

10 a 2000 cfm. Basado en aire estanda¡ de 0.075 lbs / pie.

Pérdidas de aire por zucción en los ductos para volúmenes de

1000 a 100.000 cfin. Basado en aire stardard de 0,075 lb/pie.

Dimensiones de ciclón

Válvula rotativa.

Rotor abierto.

Rotor cerrado

26

27

106

tt4

115

115

xll

FIGURA 12.

FIGTJRA 13.

FIGURA 14.

FIGURA 15.

Rotor con cavidades de profundidad media.

Rotor con cavidades poco profundas.

Rotor con cavidades profundas.

Rotor con las paletas intercambiables.

115

116

116

116

xrll

RESUMEN

En el trabajo de la madera, en las sierras, planeadoras, canteadoras, tromfros, etc., se

producen partfculas como polvo y aserrfn, estas en gran cantidad forman un foco de

contaminación que causa incomodidades en los operarios para desempeñar normalmente

su actividad laboral, incomodidades que no sdlo llevan a bajas de rendimiento y

enfermedades respiratorias, sino también a accidentes de trabajo, generalmente de gravedad.

Teniendo como base nueshos conocimientos en el hansporte neumáüco de materiales, se

elaboró el diseño de un sistema de extracción y recolección cle polvo y aserrfn. En el

capftulo número uno se plantea la solución al problema. En el capftulo número dos se hace

una inhoducción a los transportadores neumáticos, sus generalidades y esfucturas. En el

capftulo número ües, $e evalúan los requerimientos para el cálculo del sistema de

exhacción, indicando los procedimientos de cálculo, efectuando estos en el capftulo número

cuaho. El sistema de extracción comprende no solamente el cálculo y diseño de campanas

de extracción, tube¡fas, etc., sino también los ciclones, válvulas rotativas, ventiladores y

motores, descrito cada uno de estos cálculos en los capftulos cinco, seis, siete y ocho.

xiv

;

INTRODUCCION

Nuestro problema esd ubicado en la sección de carpinterfa (centro de producción) de la

Constn¡ctora Inmobilia¡ia Meléndez. Todos los puntos en donde se habaja la madera

(sierras, planeadoras, canteadoras, trompos, etc.), son focos importantes de polución al

medio interno. Existen dos tipos de pardculas que se desprenden al trabajar la madera:

Viruta fina (polvo)y viruta gruesa (aserrín). Estas virutas caen alrededor de las máquinas

y operarios, originando incomodidades en el personal que labora, al no poder desempeñar

normalmente sus acüüdades; incomodidades que pueden car¡sar enfermedades en el aparato

respiratorio y con repercusión en el rendimiento del trabajo, al tener que retirar dicho

material manuelmente.

Por ello se hace necesario encontrar una solución a este problema. Se busca entonces, el

diseño de un sistema que satisfaga las necesidades de extracción y recolección de estas

vin¡tas en.forma eficiente, económica y segura.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO

I.I VENTILACION PARA LA ELIMINACION DEL POLVO

I¿ eliminación del polvo, virutas, gases y vapo:res de todo tipo, s" efectrÍa creando una

corriente de aire lo m¡ís cerca posible del punto donde dichas impurezas se produzcan, de

modo que se:m arr¿stradas por dicha corriente.

Es necesario adaptar campanas y boquillas aplicadas a las máquinas de producción que

desprendan el polvo que se necesita capturar.

Se suele adoptar la ventilación ascendente (de abajo hacia arriba), aunque a veces se emplea

la ventilación descendsnte, e incluso ambas.

1-l-l Captación del polvo. Hoy en dfa, parlculas de ¡rolvo, virutas y otras materias

suspendidas en el aire no pueden ser lanzadas libremente a la atmósfer¿, sino que s€ deben

captar mediante procedimientos y mecanismos mns adecuados. Par¿ ello se recurre a

cáma¡as y colectores de polvo, filtros para trabajÍu con agu¡l o en seco, asf como filtros

metálicos con riego de aceite, también puede practicarse la captación del polvo grueso o de

virutas, mediante ciclones.

3

Actualmente se aplica cada vez mís el sistem¿ de la precipitación eléctrica del polvo que

arrastran el aire, los gases y vapores, asf como para recr¡peñ¡r materiales en suspensión de

gran valor.

Algunas veces es posible el arrastre hidráulico del polvo captado, de modo que los operarios

no üenen necesidad de entrar nuevamente en contacto con é[.

I¿ cantidad de aire que ha de ser aspirada, varfa segrín el dispositivo uülizado para la

c¿ptacidn de los polvos y viruas.

Claro está que para conseguir el arrastre y transporte de polvo, virutas, etc., es preciso que

tanto en las boquillas, como en las tuberfas de conducción, el aire tome la velocidad

adecuada para mantener en zuspensión las parÍculas.

Dichas condiciones de velocidad difieren notablemente, dependiendo de Ia clase, forma y

origen de los sólidos en zuspensión, se profl¡ra que la conducción det aire se efectrie sin

grandes resistencias, es decir sin pérdidas de carga innecesaria.

En ciertos casos se separa total o parcialmente, el ambiente en que se encuentra el o'perario,

de la atmósfer¿ donde se producen las operaciones de elaboración o transformación

propiamente dichas, valiéndose de mamparas o de velas o corrientes de aire; y ello con

objeto de satisfacs¡ trnto las necesidades higiénicas como tecnotógicas.

!.2 TRANSPORTADOR-ES NEUMATTCOS

l-2-l Generalidades. Los tranqportadores neumáticos se usan desde hace más de cien

años, pero se puede decir que zu desarrollo es desde hace unos cincuenta años; últimamente

su uso industrial más frecr¡ente los ha situado en la categoría de equipos modernos. Su

utilización se incrementó como resultado de la divulgación de información de estadfstica

acumulada durante muchos años en libros, manuales y revistas. tecnológicas, sobre

mejoramiento y control higiénico ambiental.

Los vientos transportan miles de toneladas de arena a grandes distancias, formando enonnes

dunes en el desierto, en unos pocos minsfgs, el hombre entonces aprovecha una energra

simila¡ y la somete a su voluntad para transportar partfculas segun su necesidad.

Originalmente por el año 1886, los transportadores neumáticos fueron aplicados a la

exfacción de limellas de amoladoras, polvos de pulidoras, lijadoras, etc.. Su uso se fue

extendiendo a extracción de aserrfn y virutas; actualmente se aplican a la extr¿cción de

gases nocivos, sopladores de arena y principalmente al transporte de materiales a granel,

en canalizaciones industriales, desde harinas muy finas, basta granulentos de diversidad de

tamaños.

Muchos materiales polvorientos como gr¿no y fibras, son transportados neumáticamente,

con la excepción de algunos polvos que por fricción con las paredes de los ductos, tienden

5

a producir €rgÍls electrostáticas, como el azufre en polvo, con el corrapondiente peligro

de explosiones, o que tienden a pegarse y compactarse en las paredes de las ca¡alizaciones.

I-a conducción neumitica de los materiales se hace principalmente por zuspensión de las

parlculas sólidas en la corriente de aire en los conductos, no resulta rmfl grro erosión sobre

los ductos horizontales o verticales, aún en el caso de materiales algo abrasivos, pero no

ocurre lo mismo con los muy abrasivos y muy especialmente en los cambios de dirección

del flujo, como en cr¡rvas y codos.

/

n f*tportador neumítiqe tiene como ventajas:

Limpieza del transporte.

Aislamigalo de posib¡s5 gs¡teminociones al exterior con material transportado o

viceversa.

Reducido número de partes móviles.

Simplicidad det equipo en su conjunto.

Simplicidad de operación y mantenimiento.

Estas ventajas son decisivas, en algunos casos industriales donde está perfectamente

jusüficado su llso, arín cuando el costo de operación es muy alto, comparado con el de oüos

tipos de transportadqes mecánicos; por ejemplo. no es raro constata¡ que para un

transportador de banda de 4O Tn/hr., en una distancia horizontal de 2.000 pies, requiere

6

solamente un motor de 5% de la capacidad.que demanda un ransportador neumático para

idénticas condiciones. Es decir, si el motor del transportador de banda i""o 5 HP, el del

neumático podría ser de 100 HP. A pesar de esto, para determinadas condiciones

industriales, como: naturaleza del proceso de fabricación, la localización de las estn¡cturas

y de otras máquinas, la solución de un transportador neumático podrfa ser la más adecuada.

La capacidad del ransporte de un transportador neumáüco puede ¿lsn¡ter hasta 300 Tn/hr,

en un solo ducto y a distancias tan grandes como 6.000 pies.

1.2-2 Estructura general de los transportadores neumáücos. Un transportador

neumático generalmente está compuesto por:

Sistema impulsor de aire a presión superior a la atmosf&ica.

Cámara de mez*la de la corriente de aire con el material a tranqportar.

Canalización de tubo, generalmente circular, con ramales horizontales y en

elevación.

Existen dos sistemas característicos básicos de transportadores: De presión y de succión o

vacío.

Los sistemas de presión pueden ser: De alta presión (pequeños volúmenes de aire) y de baja

presión (grandes volúmenes de aire).

7

un tercer sistema es el combinado de "succión" y .presión". usado en

determinados sistemas industriales donde el material a aspirado aprovechendo

ventajas comparativas del sistema de presión para la impulsión a mayores distancias

y elevaciones (Ver Figura 1).

I -2'3 Pérdidas de energfa- La energra suministrada a la corriente de aire por la máquina

soplante es consumida en el hansportador en diversas formas:

Pérdidas por fricción del fluido portador, con las paredes del ducto de conducción

y adicionales por la presencia del material en suspensidn.

Pérdidas por fricción, cambio de dirección y turbulencia en curvas y codos, pérdidas

en vflvulas, compuertas y reguladores de flujo.

Pérdidas para vencer la inercia del material, hasta llegar a la velocidad eqpecffica

de transporte.

Debe destacarse el hecho que las pérdidas en las distintas partes de un tranqportador están

determinad¿s por sistemas de tendencia a una normalización, no están en generaf zujetas a

va¡iación por cambios en el diseño particular, y cualquier mejora en el diseño del conjunto

depende muy principalmente de la medida del ducüo de conducción, la longitud de los

distintos tramos, si son horizontales o verticales y en la reducción I un mfni¡s del número

de codos' cada materiat o grupo de maüeriales necesita tma velocidad de aire para zu

transporte.

s:9aRicc3

ilacuf¡¡ sc2L;:;ie-

SrS:::,r Ca,¡9tNi;i :: :;Ca;!..r - ¡.:S _.:;

Figura l - Sistemas caracterfsticos de los transportadores.

9

2- REQUER.TMTENTOS PARA EL CALCT LO DEL STSTEMA

2.I VELOCIDAD DE CAPTURA

Es la velocidad necesaria en cualquier punto del frente de la campena, necesaria para vencer

las corrientes opuestas y capturar el agente contaminente. Esta velocidad es causada por

el flujo de aire dirigido hacia la campana de extracción.

Algunos nmgos de velocidades de captura se encuentran en la tabla 1.

2-l-l Procedimientos de diseño de una campena. El proyecto de una campana

comprende: cierre de hh¡ente de contaminación en el mayor grado posible; adaptación de

Ia campana a la zonn de contaminación; conseguir que la velocidad en la boca de la

campana sea ttn baja como sea posible para una velocidad requerida en el punto de

contaminación; provisión de rebordes o placas dewiadoras para impedir corrientes de aire

que procedan de zonas inefectivas y dirección del movimienúo del polvo hacia el interior

de la campana.

llrly¡rsid¡l Aurónon,, ¡" Occli¡l¡trsEcclof{ StELtOrEcA

l0

TABLA l. Rango de velocidades de captura.

La selección apropiada de los valores depende de:

Raneos Baios Raneos Altos

l) Conientes de aire en el salon, mínimas l) Conientes de aire en el salon cono favorables para la captura. turbulencia.

2) Contaminantes de baja toxicidad o 2) Contaminantes de alta toxicidad.contaminantes que solo car¡san molestia-

3) Intermitente, baja producción. 3) Producción alta, uso pesado.

4) Campanas grandes - grandes masas de 4) Campanas pequeñas, control solamer¡teaire en el movimiento. local.

FORMA DEDISPERSARSE ELCONTAMINA¡ITE

EJEMPLOS VELOCIDAI)FPM

Disperso con velocidad casi

nula dentro del aire quieto.Evaporación de tanquesdeeradaciones. etc.

10050

Disperso con velocidadbaja dentro de unacorriente moderada de aire.

Cabinas de rozamientoAerosoles,llenado deenvases, soldadurEtransportadores de bajavelocidad, etc,revestimiento metálico.

100 - 200

Activamente dentro de unazona de rápido movimientode aire.

Cabinas de pintura,transportadores, llenado de

baniles- trituradoras- etc.

200 - 500

Dispersandose a unavelocidad muy alta dentrode una corriente muv fuertede aire.

Molienda" virutas abrasivas,molinos de volteo,pulverización, etc.

500 - 2000

llEl control efectivo de un proceso de producción de contaminante, se efechia primero para

una eliminación o minimización de todo el movimiento del aire cerca del proceso y luego,

capturando el aire contaminado encausándolo hacia la campana de extracción.

El flujo hacia la abertura de succión debe ser suficientemente alto para mantener la

velocidad de captura necesaria, y vencer las corrientes de aire opuestas.

I¿ eliminación de las causas del movimiento del aire de la fuente conrrminante, como

primer p:rso en el diseño de la campana, es un factor importante en la disminución del

volumen de aire requerido y de la correspondiente potencia consumida.

- Corriente de aire térmicas, eqpecialmente de procesos de calor o de operaciones de

generación de calor.

- Movimisnle de la máquina como ruedas de trituración o tranqporadores de correa.

- El movimiento de materiales, por ejemplo: El vaciado o llenado de recipientes.

- Los movimientos del operario.

I¿s corrientes de aire en el recinto (generalmente tomadas en 50 pieVmin,

pies/min, como mínimo).

12

a15

Los lugares de enfriamiento y los equipos de calefacción, por las corrientes de aire

que manejan los equipos uülizados.

I¿ forma de la campana, sus dimensiones, zu localización y'la rata de flujo de aire, son

importantes consideraciones de diseño. I: campena debe encerra¡ la operació¡ tento como

sea posible de la fuente y su forma de acuerdo al área controlada.

[¡s bordes o pestañas en la campana deben ser usados en lo posible para elimina¡ las áreas

ineficientes en la extracción del aire contaminado, y también para disminuir las pérdidas de

entrada en la campana.

2-l-2 Coeficiente de entrada de la campana y presión estdtica- I¿ formación de

zucción del aire que va hacia la abertura se puede observa¡ en el patrón de flujo de la figura

2, donde la máxima convergencia de la corriente del aire se presenta a r¡na corta distancia

descendente en el plano de la contr¿cción del flujo, donde el diámetro del chorro es más

pequeño que el diámeho del ducto.

l3

FIGITRA 2. Corriente del aire

La forma de la contracción del flujo está acompañada de una conversión de la presión

est¿ítica en presión de velocidad y, después de la presión de velocidad en presión estática

Una perdida de cerca del2% en la presión esüítica resulta de la conversión de la presión

estáüca en presión de velocidad y, una pérdida mucho mayor en presión estática resulta de

la conversión de presión de velocidad, en la contracción del flujo, en presión estática, luego

el aire llena todo el ducto.

El área del chorro de aire contrafdo vaía con la forma de la abqti¡ra de la caryÁíia, paÍa

la mayoría de las formas de las campanas estará en el rango del70% a 100% del área de

todo el ducto.

t4

2.1.3 Cgeficiente de entrada. I-as -nerOidas

por la conversión de la presión, den como

resr¡ltado una disminución en larata del flujo, que es indicada por el coeficiente de entrada

Ce, el cual está definido como la rata re¿l de flujo causada por una presión esática

determinada, comparada con el flujo teórico que se presentaría si la presidn estática se

transformara en presidn dinámica con una eficiencia del 1007o. Es decir, es la relación del

flujo verdadero al flujo teórico. I-a figura 3 muestra los valores de Ce para varios ti¡ros de

campznzs.

El coeficiente de entrada Ce representa el porcentaje de caudal que se obtendrá en una

campana, dada en esa presidn estática desarrollada en el ramal.

2-l-4 Pérdidas de entrada (he). Es otra forma apropiada de determinar el flujo de aire

a havés de la campana, puede ser definida iomo la representación de las pérdidas

ocasionadas por el aire que fluye dentro de un ducto.

2.1.5 Presión estáüca de succión en la cflmpena. Es la presión de velocidad en el

ducto mál las pérdidas de entrada.

15

DESCRIPCION COEFICIENTEDE ENTRADA Ce

PERDIDAS A

LA ENTRADA

o% AberturaSenciIIa

8.93 VP

úK- Abertur¡ conFlanche

Boca Ahusadao Cónrc¡

Var:.actones sequn eiahusamiento o con¡,cr6ad

EntradaAcampen ad a

9,9.1 VP

ns 0rifi cio Ver f igura 4.

Boca der¡oIinotiorca

Tona recta

0.78 g.ó5 vP

Toma ehusada

0rBS 8..10 VP

FIGLJRA 3. Valores de coeficiente de etrmda Ce. para varios tipos de campanas.

16

Relaciones entre Ce y he pueden ser derivadas asf:

Pes:Pv*he

ce=tft)'p

ce= (P)rlT

(tu+he)r12

Resolviendo para he:

In= h =(l-Cezl h

ce2-Pv - '

Ccz

lu=FxfurF=r-g

Es conveniente minimizar la conmcción del flujo de ai¡e en la znna de contracción de la

corriente para un diseño seguro de la campana. Ia figura 2 ilustra el efecto del diseño de

la campana sobre el coeficiente de entrada, en términos de la presión de velocidad, siendo

ésta otra forma de expresar las pérdidas de entrada en la campana.

t7

En la figura 4, se presentan_los coeficientes de perdidas a la entrada para varios tipos de

c¡rmpanas.

2-l-6 Velocidad mfnima de diseño para el ducto. Es necesaria para prevenir

asentamiento y obstrucción en el ducto de trabajo. Velocidades excesivamente altas.

producen perdidas de potencia y pueden causar rápida abrasión del ducto.

I's velocidades mínim¡s en el diseño deben ser mes altas que los valores teóricos y

expenmentales, para evita¡ contingencias prácticas como:

- Taponamiento u obstrucción total de uno s mls ramales, que reducen el volumen

total en el sistema, disminuyendo las verocidades €o algunes secciones del sistema

de ductos.

- Daños en el ducto, aumentan la resistencia y disminuyen el volumen y la velocidad

en la extremidad dañada del sistema.

\. o..tvtFLANGED OUCT

l8

ENOcr 'o'2

C. 15 Yl 0.e! r.!.cO v? 0.ti vt:.06 l? 0. tt v?c.@ v? 0.r? vt0. rt vt 0.23 rta,¿6 vt 0.3:t vt:.¡0 v? 0.10 vt

\. o.3s vtSTANOARO GRINOER HOOD

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¡lxoouct0 tv .tirSSt(r fto. .t¡OJsnt¡t it¡!y¡t16¡rt¡Rt¡G. tr ¡. :. lt¡¡ot. 2!a!¡srtD !y Joil

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FIGURA 4. Coeficientes de pérdidas a la entrada para varios tipos de campanas-

l9

Escapes en los ductos aumentan el volupen y la velocidad corriente abajo de la

ñ¡ga, y disminuyen la de corriente arriba y también en otras exü;midades del

sistema.

I¿ corrosión o la erosión de la rueda del venülador, reducen volúmenes y

velocidades de transporte.

Quando el tamaño del ducto decrece da como resultado altas velocidades, gran

resistencia ¡l una di5minución de la rata de flujo, y el valor de la presión estática

aumenta.

2-l-7 Cálculo de las pérdidas de presión estática. En campanes 5ipples, en las

aberturas simples sin pestrñas, pabellones y campanas similares, ocrrre solamente una

pérdida de energía significativa en el punto donde el aire enm al ducto. En este siüo las

líneas de flujo del fluido se contraen y se presenta una pérdida de energra en la conversión

de presión estática en presión de velocidad. Como el aire para a través de líneas

contraidas, el área de fluido se welve grande para llenar el ducto y la presión de velocidad

se convierte en presión estática de nuevo, . con algunas pérdidas de energfa. A mayor

pronunciamiento de la línea de flujo contraída, más grande será la pedida de energfa

estática de la campana.

Itnlwald¡d l,¡iÁnrrr,, ¡" 0cclJtfhSECCI0N tsrBLr0lICA

20

L,a pérdida de entrada en la campana, se puede expresr en términos dE un factor F, el snel

cuando se multiplica por la presión de velocidad del ducto (Pv) dará la pérdida de entrada

he en pulgadas de agua.

He:FxPv

Con las pérdidas de presión y el volumen de extracción, se puede det€rminar el tamaño y

tipo de exüactor, asf como también la velocidad y potencia del motor requerido.

2.1-E Procedimiento para el diseño. Los métodos pafir los cdlculos están basados en

la longitud equivalente del ducto y/o pérdida de presión de velocidad, se pueden utiliza

ambos métodos, teniendo en cuenta:

- Determinar la velocidad mínima de mnsporte en el ducto, para prevenir

asentemiento del material a transportar.

- S*leccionar o diseñar la campana y determinar los volúmenes de extracción, la

velocidad de transporte.

Una vez determinado el caudal, se calcula el tamaño de los ramales, a fin de mantener la

. velocidad mínima de transporte recomendada.

2l

En cualquier sistem¿ de extracción se pueden presentar pequeñas va¡iaciones en las

velocidades de las distintas ramificaciones. I-as pérdidas por aceleración det fluido pueden

ser despreciadas, ya que las mismas hacen variar muy poco las caudales de exhacción.

2-1.9 Cálculo por el método de la longitud equivalente. El diseño de un sistema de

extracción se inicia en Ia campana y continua hacia el ventilador hasta descargar en irns

tolva o ciclón.

Desryés de selecciornr o diseñar l¿ gempana, se determina: el vohrmen de aire deseado,

la velocidad mínima en el ducto, y se calcula el trmaño del ducto y su forma apropiada,

la verdadera longitud del ducto requerida, los üpos y la longitud equivalente de los

accesorios especiales para las uniones y los codos necesarios.

La longitud verdadera del ducto es la distancia a lo largo de la lfnea del ducto, exceptuando

el radio de los codos.

El cflculo.de la longitud equivalente de los accesorios de unión es adicionada a la verdadera

longitud del ducüo resltando una longinrd equivalente para el cálculo de las p&didas de

presión.

22

Con la longitud equivalente se cal,culan las pérdidas de presión ocasionadas por los

componentes del sistema; esta pérdida de presión es la presiOn Lt¿tica de el sistema de

extracción.

2.l.l0 Distribución del flujo de aire. El aire siempre toma el srmine de menor

resistencia. Si el diseño no se proporciona una adecuada distribución, el volumen de

extracción se distribuiní por sf mismo automáticamente, de acuerdo a las resistencias de las

trayectorias de flujo diqponibles.

Para zuminisEar una distribución adecuada del flujo de aire diseñado para cada camp*nn

de extracción, todos los ductos al entrar a una unión o empalrne. deberán tener igual

presión estática en el flujo ¿e diseno.

2.l.ll Ramales de entrada a los ductos principales. Algunas veces la velocidad final

del ducto pnncipal excede a la mayor de las velocidades, de los dos ramales que ingresan

en é1.

Si la diferencia es grande, se necesita una presión estática @e) adicional para producir el

incremento de la velocidad. Se debe corregir una diferencia de 0,10' (2,54 mm), o mís

entre la presión de velocidad del ramal principal y la presión de velocidad resultante de los

dos ramales.

23

[¿ corrección se hace calculando Ia presión de velocidaü(Pvr), de los volúmenes de aire

que entran en el empalme.

Prr=( v 12'4005'

Usando el total de los dos flujos de aire y el área tot¿l de los dos ductos

Pw=(Qr*qr¡z

I&o5(AfA)12

Ql : Caudal ranal 1 Q2 : Caudal fa¡mzl )

Al : Area del ramal I A2 : Area del ramal 2.

Pvr : Presión res'ultante de la combinación de los ramales.

2.1.12 Correcciones para diferentes materiales de ductos- I-as cartas de pérdidas de

fricción, figura 6 y 7 proporcionan valores promedios para ductos metálicos galvanizados,

redondos, limpios, que tienen aproximadamente 40 uniones por €da 100 pies, basándose

en aire standard, de densidad 0,075 lb/pie3.

24

Los valores obtenidos pueden ser usados con error no siguificativo para la mayorfa de los

diseños. I-a tuberfa galvanizada corriente tiene un factor de corrección 1, por ser el

material de comparación.

Lâ figura número 5, presenta factores de corrección, dependiendo de la rugosidad, tamaño

y velocidad. Estos son apücados directamente para los valores obtenidos de las figuras 6

y7.

Además de la figura 5, varios fabricantes tienen datos desarrollados p¡Ira los materiales

especiales para ductos, incluyendo d¡¡ctos flexibles, no metálicos y ductos de transporte y

ductos flexibles mecánicos. Estos valores pueden ser obtenidos del fabricanrc.

25

Ero(,c,c,LIoIJc,'gLourú

¿l29l.tt.ta-7

L3

t.5

l.at.!r.2

t. I

.'-t.7

o.üd qpo qF!F lo.00:6 t oo 2,0a

Ve]ocidad pie/min

Stoadcd Air Dcariry, Sco Lrwl, 70 F : g.¡75;7¡ r

FIGLTRA 5. Factores dc corrección para densidad del aire.

5rc4!!"d!.f,. -¡m L.'.1,-- 1000 ?000 3o0o roo0 5om ó0oo too0 80oo 90m lo.ooo

B-*rrr..fJ ¿: fr:' n.a6 n.n 26.t2 25.¡¡192¡ 3t!J 3ó5.0 !51.'

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lJt t.2ót.lt 't.t5t.¡0 t¡6t¡. t.oo.tt 0.95.t0 0.¡7¡¡ o.toJ7 0.75¿t 0.70¡¡ o¡9¿. 0.62.¡úo 0.5!5r o.s'J. O.fl5l oJoL O.a6..4 0.a24 039J' OJó

¡¿2 t.t7t.t I t¡tt¡2 0.9t0.9ó 0.930.92 0¡t0¡¡ 0¡lo.n 0.r.0.72 0.70oJ7 0¡5oJ2 0¡oo.óo 05t0.5ó 0.3¿0.5¡ o-5losl 0/loJt o40..¡ 0.¿o0.¡0 o3?0.37 03óoJ5 o.ft

¡.t3 1.001.0¡ o.990.?5 0.920.t9 0.1ó0.15 o.El0.7t 0.t50.t¡ 0¡9047 0.ó¡0.67 0.60o.5t 0.5ó0.55 0.510.52 0.500¡9 0,t7o.a7 0.¿5O.¡45 0130.¡ I 0.!90.37 0¡áo.t5 0.3:¡0.32 ojl

1.05 t¡t o.tt0.95 o.rt o.to.rt 0¡5 o.tl0¡l 0¡o o.n0.t¡ 0.?5 0.7!0.72 0¡t 0.a,0.óó 0¿r 0¡:l0¡2 0á0 05¡oJt 0.5ó 0s.0é¡ 0.5¡ 3JloJl o-.9 040-.! 0¡ó 0¡50¡5 0-¿. 0.¿!o.u oa o/r0.,.1 04 oJtoJt oJr 0J5c.3s 0.I! 0¡lOJz OJ¡ OJO0.!0 oJt 0J!

0.93 0.90 0.¡t0¡5 0¡2 0.790.79 0.tó 0.7¡o.r. 0.71 o.ó9o.to 0.61 0.650.ó5 0.ó2 0.óo0.óo 0J? 0550.5ó 0.51 oJt0J2 0s0 0.¡l0J9 0J? O.¡50,¡6 0.¿¿ 0..20.¡3 0.¡? 0.¿0o.¡t 0J9 03¡0.3t 0.¡t 0.3ó

oJt 0J5 0.¡¡0.3¡ ojl 0J20.3t 0.10 0.29o.t 0.¡¡ 0.27o.2, 0Jó 0.25

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E

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3o

!oo9000

70

60

'9o1 .o3 o{ .06 o0 t .2 , .l r.{ .6 .tt I z, 5 4 .*- 6_.. 0

FRIOTIOT'¡."LOSs- IN INCHES-OF- WATER PER IOO-FT

FIGURA 6- Pérdidas de aire por succión en los ductos para volúmenes de l0 a 20ü)cfm. Basado en aire estandarde 0.075 lbs / pie?

26

27

t00 00080 000¡ó*ooo'

70

60 000

óo ooo

.to ooo

-ts.o

.OZ .O!.O.l .OO .O8 'l

.oe .o5 .o4 .06 'oE .l

FRICTION LOSS

.z' .3 .{IN INCHES OF

8¡¡'lPER IOO FT

u¡ 80 oOO

F3=Ifrlr¡fL

¡o oooJl

= 0000

L ooooo ?oooF¡! 0OO0

3 oooo

,l 000

5 000

oo9üI .6.81WATER

FIGURA 7- Pérdidas de airc ptlr succión en los ductos para volúmencs ¡Ic 1000 a100.0\)0 cfm. IJasado cn airc standard de 0,075 lb/pie.3

w

28

TABLA 2. Velocid¿des de transporte

MATERIAL YELOCIDAD FPM

DBDE TASTA

I Asenín - polvo de madera

lAt"rrio seco, liüano

I At"ttí^ húmedo pesado o verde

I Virutas de madera liüanas, secas

lViruus de madera húmedas. pesadas o verdes

I Virutas de leños, pesadas. húmedas o verdes

I Desperdicios oreánicos

I tlarina de molinos

I Polvo de ñrndi, barriles de vol¡eo, vibrad

I Chono & a¡ena

lMotas de hilo, secas

lMous de hilo, pegajosas

I Virutas de torno

lPolvo de plomoAlgodónHilos de algodón, voláülesI-atr¿Motas d€ yute, volátilesTronco de yute, girones de telaPolvo del sacudidor de yuteTransporte de la fibra del yuteGranoTransporte de henoPolvó de granoGranos de caféPolvo de calzadoPolvo del estropajoMoldes de baqueüta plverizadaPolvo de los moldes & la baquelita pulverPolvo del granito y virutas

1500

2m030002000

30003500

3500

30003500

3500

2500

30004000400025001500300028003000

3100

36002500450020003000300020003000

20003m0

3000300035003000400045004500400050004000300040005000500030002000400030003300,f000

45004000500030003500400025W350025004000

29

TABLA 3. Formulas para hallar el volumen o cau¡lal de aire, segrín el tipo de bocade la campana.

TIPO DE BOCA DESCRIPCION nezox r/L VOLUñEN DE AIRE

Acanaladasiarple

8r? o menos 0 = 3r7 LVX

Acanaladacon flanche

Br2 o nenos I = 2rB LVX

A: rilL

Abe rtu rasimple

BrZ o násredondo

V ( 10xz A)

Abertura conflanche

8rZ o násredondo

0=8,75V( lBxz +A)

Cuad rad a

Según eltrabajo

0=VA=VUH

PabeI IónSegún eltrabaj o

oP

1,4 PDV

Per ioe t rode trabajoAIturesobre elfoco

AutÁnorn' '1" occlddrh

sEccloN 6lBLl0¡ [cA

30

TABLA 4. I-ongitud equivalente.

L0r6lruo totJtvAttrlt DE l|J!0 fltct0 Er p¡ts

lt)9il-€

_rb

o/J

['-zo4_hI:L--¡-flf H

^nllt tlI I lc^r^-| | | é¡ué

-0-^tl,Fñarz I l/

- --tt/ ;'-11rsttsr\tr iFNaiub-'\_llanga

Iulo [odo fu ll' A¡l¡lo de r¡tr¡d¡ f,. rünro fu diltrtru

D t,5t 2,ll ?,5t Jt' l5' l.t ,751 .5t

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I P¡r¡ ót' Color

t P¡r¡ {5' colr

l t,ó?

r l,1l

TABLA 5. Presión de velocidad (VP)V = Velocidad en pie/min.

3r

iD

s de aoua.VP = Presión de velocidad envVP VP v VP v VP v VP v VP v

u,ur0,020,030,040,05

0,060,070,080,09

0,1

0,110,120,130,140,15

0,160,'t70,180, 19

0,2

0,2'l0,220,230,240,25

0,26o,270,280,29

0,3

0,31o,320,330,340,351

0,361o,gzl0,3s10,3e1

0,41

o,o, I

0,421

3:iil0,451

0,4610,4710,4810,4e1

0,510.511

98110601 13312021266

16021651169917461791

1835f879192119ñ22003

¿lul

56€694801896

't3281387144414991551

20/.2208121',tg215721%l

n38lml730112335123391

,oorl24%lzresl

;33r1

256Él25e6126261%57126871

27161274612nsl28ul2832|l28681

U,CZ

0,530,540,550,56

0,570,580,59

0,60,61

0,670,680,690,7

0,71

0,720,730,740,750,76

0,620,630,040,650,66

0,770,780,79

0,80,81

0,8210,8310,&410,8510,861

0,8710,8810,8e1

':n?l

3,3310,e410,951o,*l0,e710,e81o'n?l

1,0111,V21

¿óóé2916294329702997

30243050307631023128

31 53317932M32293254

32703303332733513375

3398u2.344534683491

351435371356813s82136851

I

36271364e13671

|

36e2137141

rr*l37s7||3n8l37eel3821

|3841 I38621388313e0413e24l|

es4¿lasosl3e851400514025140451

|,uJ1,041,051,061,07

1,081,09

1,11,1'l1,12

1,'t31,141,151,161,17

1,181,19

1,21,211,n1,231,24'1 ,251,2611,271

1,2811,291

1,31r.sr I

l:lll

1i#l

1;iál

ttil1,4311,4411,451

t,x?l

1,4811,4e1

1,511,5111,52||1.531

+uoc40u4',t0441234143

41624181420042284238

42574276425943144332

43514369438744064424

'144244684478

-44954513

4531454945661+se+l4601

I

I

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463614653146711¡16881

oroul47221473e147ffi|4n3l47e8148061lnztl4839148s61

4872||488e14e0514e2114s38149541

|,c.f1,551,561,571,58

1,591,6

1,611,621,63

1,641,651,661,671,68

r,691,7

1,711,72't,73

1,741,75'1,76

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I

1,791r,8l

1,8111,82|,1,831

1,8411,85 |1,8611,e7|¡1,881

1,8e11,el

1,e111,e211,e31

1,e41

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,,01]l2,0212,03|2.Ml

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535853735388540354181

I

54331sq¿tls4621ilnl54e1 |

I

550615521 |5535155s01u*l5s78155e31s60715621156361

56581sooll5678156e215706157201

¿tvo2,062,072,082,09

2,12,112,',122,132,14

2,152,162,172,182,19

2,22,212,2.2,232,24

2,252,262,272,282,29

2,312,311z,szl2,331,,*lz.sslz,sl2,3712,381,:,:l

2,4112,42|l2,43ll2,44|

2,4512,4612,47|'2,4812,491l

2,5012,60||2,7012,8012,eol3,001

ot,vlt748t792.5n65790

58045818583158455859

587258865900591 35927

59485954596759815994

600860216034ñ476061

ñ746087610016113161261

6140161531orool617s161e21

toul6217t623016 243162561

u*nl62821s29al6307163201

63321

sÍ3?l670216820169371

o, tu3,203,303,403,50

3,603,703,803,904,00

4,104,204,304,404,50

4,604,704,804,901s,ooi

5,1015,2015,3015,401

l:lll5,701

3:3316,001

6,1016,2016,3016,4016,501

6,6016,7016,8016,e017,001

7,5018,ool8,501e,001e,501

to,ool1r,00112,001r3,00113,61114,001

tvc¿71il727573057493

75997704788779898010

81 108200830584018496

859086838n5)8865i8es5l

soesls1331s20le3o7le3e3l

sarelssozleo45ls728|'e8101

seszlss72l

100521totszl102111

t*rnf103671104441roszof105e61

10s6811132811 16761120151123441

'rr*uJ132831138741144401Mnsl149851

32

3. CAIJCULO DEL SISTEMA DE EXTRACCION

- De la tabla 1. se halla la velocidad de captura.

- De la tabla 2. se halla la velocidad de tranqporte.

- Diseño de las campanes a colocar en cada una de las máquin¡s.

- Se obtiene el caudal de aire, observando en la tabla 3, cual de las €mpanas se

asemeja a la diseñada, para halla¡ su correspondiente caudal de aire.

- Se calcula el caudal de aire correspondiente a cada campana.

- Se encuentra el diámetro del ducto por fórmula o de figuras 6 y 7.

- Se halla longitud recta y longitud equivalente de tubería; para longitud equivalente

la tabla 4.

- Con el caudal, el diámeño del ducto y la longitud total, de acuerdo a las figuras 6

y 7, se hallan las pérdidas por fricción @or cada 100 pies).

33

- De las figuras 2 y 4, se hallan el coeficiente de entrada.

- Se halla la presión de velocidad Vp de la tabla 5.

- Se hallan las perdidas a la entrada (he); perdidas en la campana de succión.

- Se calcula la presión esuítica.

- Se calcula el ventilador a usar.

- Se diseña el cicldn.

3.1 CAITCULOS

En estos cflculos se presenta el arreglo final, para obviar datos innecesu'ios,

correspondientes a dichos tanteos. Para hacer los tanteos se trabajó con las va¡iables de

velocidad. y árex expresada como diámetro. De igual forma se llevó a cabo una

organización adecuada y lógica de la ubicación ffsica de cada una de las máquinas,

buscando con ello obtener mmos de ductos lo más apro'piados posibles, al igual que la

disminución de curvas y codos.

34

i I¡s cálculos previos llevarón a la conclusión de que para disminuir pérdidas y potencia, y

con ello disminuir los costos, es m¿ís conveniente diseña¡ dos ftansportadores neumáticos

independientes, uno para cada cenüo de producción.

A continuación se presentan los cflculos completos para 5 máquinas, se hace un resumen

de ciílculos para las 16 restantes y se anexa un cuadro que contiene los resultados

resumidos.

Máquina I - sierra circular-

Campana en plano No. I

Velocidad de captura: Tabla l.

V : 300 fum --- 91,44 m,/min

Velocidad de tranEorte: TablaZ.

Vt : 3.000 Dm a 3.500 ftm.

Vt : 914,4 m/min a 106ó,8 m/min.

35

Volumen de Aire (Q)

De la tabla 3. para abernrra con flanche: .

Q:0,75V(10x2*A)

q = (cfm) flujo de aire.

V : (fum) Velocidad de captura.

[ - )i5tencia de la cara de la campana al punto más remoto del contnminante.

A : Area de aqpiración de la campana.

X:9cms.

A : 0,37 x 0.@ : 0.033 mt2

Q = (0,75) (91,U) [10(0,09), + (0,033)l

Q: 7,82 mtlmin --_ a : 276 pierlmin

Diámetro del ducto:

d='/orQ = d=tcxYt

4 x 7.{2¡ r 914.4

Setomad:4"

36

Pérdidas por fricción. .l

Longitud recta del tubo:

Lr: 1,5 + 1,41 + 4,1 I2 = 9,01 mts.

Lr : 29,6 pies.

Longitud equivalente @e tabla 4).

2x45; R:2D; ó = 4" -__> 2x0,5x4 :4pies

1x90";R:2D; ó:4"Angulo de Entrada 45" ------

Leq - 13 pies.

Longitud total.

LT : Lr + I-eq -- 29,6 * 13 = 42,6 pies

DeI gráfrco de pérdidas por fricción: Figura 6.

Q:276pidlmin ó:4'

4.5 Pulg. de aguaPérdidas:

lü) Pies

37

Pérdidas en el tramo:

Ce para ángulo de entrada: Ce de figura 4.

Ce para ángulo de 15: Ce : 0,93.

Presión de velocidad: Vp tabla 5.

De la figura 5 con Q = 276pidlmin y d : 4"

V = 3200 pie/min Vp = 0,64

Pérdidas a la entrada:

De figura 4:

he : 0,15 Vp : 0.096

he : 0.15 x 0.64 : 0.096

Pérdidas en la campana de succidn-

lfhe:1,096

En pulg. de agua:

1,096 x 0,64 -- O,7Ol pulgada de agua.

n , Pé!.4P - 42{+!,5 = r,t2 puts. dc agua.100 100

38

Presión estática.al

0,70 + 1,92 : 2,62 pulgada de agua.

Máquina # 2 Canteadora

Campana enplano # 2

De la tabla 3 , para abern¡ra simple : Q : 0.75 V(10 x2 * A)

Razón:

Y =18 =g.3L60

A : 0,18 x0,6

x : 8.5 cms.

Q : 12.16 d/min _> 429.5 pid/min

Diametro del ducto:

d : 5 puie.

Pérdides por fricción

I-ongitud recta del tubo

Lr: 1,83 + 1,41 + 3,6:6,84 mts.; Lr :22,44pies

39

+Inngitud equivalente

Codos

2x45" R:2D ó=5"

1x90" R=2D ó:5"

Entrada 45" : 6 pies

18 pies

Longitud total

LT : l8 + 22,4 --_ LT : 40,44 pies.

Del gráfico de pérdidas por fricción: Figura 6

Q: 429.5 pie/min ó : 5"

Pérdidas :3,4 pulg. ItO/100 pies

.^ Pérüdas 3.4x'n ^'i,Zxff=ff=|,T7pulgdeagua

Coeficiente de entrada Ce (frgura 4)

Ce = 0,97

Unlv*sldad Arrt6nn"., / .cclaütb

stcc¡oN 8lBulotECA

40

Presión de velocidad Vp (tabla 5)

Vp : 0,64 para V : 3200 lrnp

Pérdirlas a la entrada (he)

he : 0.1 Vp : he : 0,064

Pérdidas en la campene de succión

1+0,0út=1,0&

En pulgadas de agua: l,W x Vp -- 1,0& x 0,64 : 0,68 pulg. de agua.

Presidn estática.

1,37 + 0,69 : 2,05 pulg. de agua.

Máquina 3: cepilladora

Campana en plano No. 3

De la tabla 3

Q = O.75 V(LOXZ+A)

A:0,47x0,20

x = 9.4 cms.

Q : 0.75 x91,4 t (10) (0,W4)2 + (0,@4) I

4l

Q : 12,50 m3/min

d:5"

Pérüdes por fricción

I-ongitud recta de tubo

Lt : 1,47 + 0,5 : l,W mB. = 6,46 pies

hngitud equivalente

Codos

lx45

Angulo de entrada 45" -----

kq -'----; 9 pres

I-ongitud total

LT: 9 + 6,46: 15,4ópies

Del gráfico de pérdidas por fricción (figura 6)

Q:44lpidlmin y d:5'

Pérdidas : 3,5 pulg. HrO/10 pies

42

, Pérdidas en el tramo:l

.^ Pérdidas 15.4Á-2 <nxffi=ff454putg.tuagua

Coeficiente de entrada Ce (figura 4)

Ce : 0,7

Presión de velocidad Vp (t¿bla 5)

vp : 0,64

pam V : 32ffi pie/min

Pérdidas a la entrada (he)

he:lxVp:0,64

Pérdides en la c¿mpene de succión

| + 0,&.: l,&

En pulgadas de agua -> 1,64 x Vp : l,& x 0,& - 1,05 pulgadas de agua.

Presión esHtic¿

1,05 + 0,54 : 1,59 pulgadas de agua.

43

MCquina 4: si.erra circular

Campana en plano No. 4

De la tabla 3: Q : 0,75.V (10 x2 * A)

A : W.L : 0,54 x 0,AT : A : 0,(X9 mt2

x : 8,5 cms.

Q : 8,31 d/min :293,46 prd/min

Setomad:4"

Pérdidas por fricción

Longitud recta de tubo

Lr : I + 2 + l,4l + 1,2 + 0,7 : 6,31 mts.

Lr : 20,7 pies - 6.31 mts.

Longitud equivalente (leq.)

Codos

L.eq : 21. pies

3x90" R:2D ó:4' -> 3x4-----) 12pies

2x45" R:2D ó:4'.--> 2x0,5x4-) 4pies

Angulo enhada 45" -_--

Ir.q : 21 pies

4Longitud total

LT : 20,7 + 2l = 41,7 pies


Q:293,46pidlmin y d:4"

Pérdida : 5 pulg. FfO/100 pies


l

n t YY = tlo=l:' = 2,08 puts. de agua100pics 100

Coeficiente de entrada: Ce (figura 4)

Ce : 0.93


Para V : 3400 piet/min., Vp : 0,72


He : O.l5 x0.72

He : 0.ll

45

Pérdid¡s en la c¿mpana de succión

1+0,11:1,11

En pulgadas de agua -- > 1,ll x 0,72 : O,'79 pulgada de agua.

Presión estátic¿

2,08 + 0,79 : 2,87 pulgada de agua

Máquina 5: sierra radial

Campana en plano No.5

De latabla 3 : Q : V (10x2 + A )

A : 0,33 x 0,1, A : 0,033 mt2

X : 12 cms.

Q : 16,20 d/min : 572.2 pid/min

d=6"



I¡: 1,5 + l,4l + 7,29: 10,2 mts. :33,46pies

46

Longitud equivalente (leq)

2x45" R:2D ó:5" ---> 2x0,5 x7 ----> Tpies

1x90" R:2D ó:5"---> lx7Angulo de entrada de 45"

Le.q : 2l pres

Longitud total

LT : 2l + 33.46 = 54,46 pies

Del gráfrco de pérdidas por fricción (figura 6)

Q:572.2pidlmin y d:6"Pérdida : 2,4 pulg. Hp/100 pies


m * P=91-!Y - 2'4{4'46 = r1r puls. tu asualOOpics 100


Ce : 0,78


Vp : 0,57 para 3.000 fom


he:0,65xVp:9,37

47

Pérdides en la campana de succión

l+0,37:1,37

En pulgadas de agua

Presión estáüce

1,78 + l,3l : 2,W pulgada de agua

Máquina 6: Canteadora

Campana en plano # 2

De la tabla 3: Q : 0,75 V (l$x2 + A)

A:0,29 x4,29: A : 0,0841 mt2

x : l0 cms.

Q : 12,63 ml/min : 446 pierrrlin

d:5"

Pérdid¿s por fricción

Longitud recta de tubo: (Lr)

I-r : 2,5 + 1,41 * 4 :7,91 mts. : 25,95 pies

48

Longitud equivalente: (Leq)

Codos

2x45" R :2D ó=5"---> 2x0,5x6----) 6pies

1x90" R:2D ó:5"---> 1x6Angulo de entrada 45 "

-----

L€q l8 pies

hngitud total: LT

LT :.43,95 pies

Del gráfico de pérdid¡s por fricción (ñgura 6)

Pérdida : 3,4 pulg. ItO/100 pies


ry , ?!'-ü4o = 3,4r:2^,95 = tjo putg. & asrcl0O pics 100

Coeficiente de entrada: Ce (frgura 4)

Ce: 0,W

Presión de velocided Vp (tabla 5)

Vp : 0,64 para V : 3200 fum


he : 0,1 x Vp : 0,064

49

Pérdidas en la campane de succión

1*he:1*0,08[:1,064

En pulgadas de agua:

1,0& x O,64 = 0,68 pulgada de agua.

Presión estática

1,50 + 0,68 : 2,Zpulgada de agua

Máquina 7: cepilladora


De la tabla 3 : Q : 0.75 V (10 x2 + A)

A : 0,45 x0,20: A : 0,(D0 mt2

x : 10.3 cms.

Q : 13,4O d/min : 4T2prdlmin

d:5"


Iôngitud recta de tubo

O

Uníyafs¡i¡ad Auldnr,rrr-,., ncClJgth

stccloN ElBLle I EcA

I-r:1,4 * 1 :2,4mts.:7,87pies

50

Loggitud equivalente (Leq)

Codos

1x45 R:2D ó:5"--> 0,5x6--> 3pies

Angulo de enfada 45"

Leq : 9 pies

Longitud total LT

LT : 7,87 + 9

L.T : 16,87 pies

Del gráfico de pérdides por fricción (figura 6)

Q:4j2pieImin y d:5'

Pérdida : 3,E pulg. HrO/100 pies

Pérdias en el tf,amo:

¿7 , ?!!4 - 16,97í3,8 = o,& pule. dc agua

IOO pies 100

Coeficiente de entrada: Ce (figun 4)

Ce : 0,7W3

51


Vp:O.72 V:3..100fmp

Pérdi.las a la entrade:

he:lxYp=9,72

Pérdidas en la c¿mpana de succión

1*he:l+0,72:1,72

En pulgadas de agua

1,72 x 0,'72 : 1,24 pulgada de agua.

Presión estátice

1,24 + 0,64 : 1,88 pulgada de agua

Máquina E: Cante¿dore


De la tabla 3: Q : 0,75 v (10x2 + A)

A : 0,36 x 0,24 : 0,0864 mt2

x : l0 cms.

Q: 12,78 ml/min : 451,32 pid/min

Setomad-5"

52


longitud recta de tubo

Lr : 2,5 + l,4l + 2,9 :6,81 mts.

Lr = 22,34 pies

Longitud equivalente(Leq)

Codos

1x90" R:2D ó:5"

2x45" R:2D ó:5"Angulo de entrada 45" -_---

I-eq l8 pies

Iogitud totel I,t

Lt : 4fr,34 pies


Pérdid¿ :3,6 pulg. ItO/100 pies

53


¡7 , l!r_ü4o - 4o,yI3,6 = \45 putg. dc agua\00 pies 100

Coefrciente de entrada: Ce (figura 4)

Ce : 4,9'l


Yp: 0,72 para V : 3400 pie/min


He:0,lxVp:0-072

Pérdidas en la camp¡rna de succión

1+he:i,072

En pulga4as de agua:

1,072 x 0,72 : 0,77 pulgada de agua.

Presión estática

0,77 + 1,45 : 2,22 pulgada de agua

54


Qrmpana en plano No.2

De la tabla 3 : Q : 0,75 V (10x2 + A)

A : 0,23 x 0,29 : 0.067 mt2

x : ll cms.

Q : 112,9 úknln : 455,56 pid/min

Setomad:5"


longitud recta de tubo I-r

I¡ : 0,6 + 2,5 + l,4l + 2,3 : 6,81 mts. : 22,34 pies

Longitud eguivalente (Leq)

Codos

1x90" R:2D ó:5"2x45" R:2D ó:5" 2x0,5x4 ----> 6pies

Angulo de entrada 45" -----

I-eq l8 pies

55

I-ongitud total Lt

LT : 40,34 pies


Pérdida : 3,E pulg. HrO/100 pies


Coeficiente de entrada: Ce (frgura 4)

Ce: 0,97


Vp : 0,72 para V : 3400 pie/min


he:0,1 xVp:0.072

Pérdidas en la campatra de succión

l*he:1,072

g , !!'-4 - 3,819,34 = rS4 puts. de asw100 ptes 100

56


1,472 x 0,72 : 0,77 pulgada de agua

Presión estática

1,54 : 0,77 = 2,31 pulgada de agua

Máquina l0: Sierra radial (Péndulo)


De la tabla 3 : Q : V (10x'? + A)

A = 0,12 x 0,35 : 0-M2 mt2

x : 10 cms.

Q : 12,98 d/min : 458.4 pid/min

Setomad:5"


Longitud recta de tubo Lr

Lr : 1,25 + l,4I + 6,5 :9,1ó mts.

Lr : 30,05 pies

57

Longitud equivalente (Leq)

Codos

2x45" R:2D ó=5"

Angulo de entrada 45o -----

Leq 12 pies

Iongrtud total Lt

Lt : 42,05 pies

Del gráfico de pérdidas pbr fricción (figura 6)


Pérdides en el tramo:

s , !!'-d4 -a2f!;!,7 = tj5 puts. dc agua100 pies 100

Coeficiente de entrada: Ce (figun 4)

Ce : 0,78

58

fresidn de velocidad Vp (tabla 5)

Vp : 0,72 para V : 34(X) pie/min


he:0,65xVp:9,46

Pérdidas en la campane de succión

l*he:1,46


1,46 x 0,46 = 0,67 pulgada de agua.

Presión estática

0,67 + 1,55 : 2,22 pulgada de agua

Máquina I l: Trompo


De la tabla 3 : Q : V (10x2 + A)

A : 0,055 x 0,6O : 0.033 mt2

x : l0 cms.

Q : 12,16 ml/min : 428.72 pidlmin

Setomad:5"

59



Lr : 2,1+ 0,5 + l,4I + 3,3 = 7,31 mts.

Lr : 23,98 pies

Longitud equivalente (L€q)

Codos

2x45" R :2D d:5" --->2x0.5x6-----) 6pies

1x90" R:2D d:5"Angulo de entrada 45" -----

Leq : 18 pies

hngitud totel Lt

Lt: 41,98 pies

Del grffico de pérdidas por fricción (figura 6)

Pérdida = 3,5 pulg. HrO/100 pies


m" P=!-P - 3 5 r!!94 = r,47 puts.&aewlffipbs 100

," 0ccl|llSECC¡vr;,¡o.¡0iECl

60

Presión de velocidad Vp (abla 5) .

Coeficiente de entrada de fig. 3

Ce : 0.70

Vp : 0,56 para V = 3000 pie/min


he:lxVp:he:0,56

Pérdidas en la campana de succión

1*he:1,56


1,56 x 0,56-: 0.87 pulgada de agua

Presión esHtice

0.87 + 1,47 : 2,34 pulgada de agua

Máquina 12: Sierra circuler


De la tabla 3 : Q : 0,75V (lQxz + A)

61

A : 0,54 x 0.09 : 0.05 m2

x : 14,5 cms.

Q : 17,8 ml/min : 628,6 pid/min

Setomad:6pulg.



Lr :2,05 + 0,3 + l,4l + 1,9 : 5,6ó mts.

Lr: 18,57 pies

I-ongitud equivalente (Irq)

Codos

2x45" R:2D d=6"1x90" R:2D d:5"Angulo de entrada 45" ------------> 7 pies

Irq : 2l pies

I-ongitud total Lt

Lt: 39,57 pies

Del gráfico de pérdidas por fricción (ñgura 6)

Pérdida : 2,7 pulg. HrO/100 pia

62

Pérdide en el tramo: -

ry , l!!ü4o - 39,5--U2,7 = t,v7 putg. dc agw100 pres 100


Para ángulo de 15 : Ce : 0,93




he:0,15xVp:9.99

Pérdides en la ciempane de succión

1*he:1,09


1,09 x 0,64 :0,69 pulgada de agua.

Presión estática

0,69 + l,AT : 1,76 pulgada de agua

63

Máquina 13: Sierra circular


De la tabla 3 : Q : 0,75v (10x2 + A)

A : 0,54 x 0,09 : 0.049 mt2

x: 1l cms

Q : 11,65 d/min : 411.42 pi€knn

Setomad = 5"



Lr : 1,5 + l,4l + 0,5 + 2,5 : 5,91 mts.

Lr : 19,4 pies

Longitud equivalente (LeC)

Codos

2x9O" R:2D d:5" --) 2x6

1x45" R:2D d:5" -->6x0,5Angulo de entrada 45" --:- ----->

6 pies

I-eq : 2l pies

&Irngitud totel Lt

Lt : 40,4 pies

Del gráfico de pérdidas por fricción (ñgura 6)

Perdida : 3,0 pulg. HrO/100 pies



ce : 0,93




he : 0,15 x Vp : 0.0E4

Pérdidas en la qampana de succión

1*he:1,084


¡y, l!!d4 = 40,=4x!,0 = tJ3 purg. de agua100 pies 100

65

1,084 x 0,56 : 0,61 pulgada de agua.

Presión estática

0,61 + 1,23 : 1,84 pulgada de agua

Máquina 14: canteadora


Delatabla3: Q:0,75V(l(}¡'z + A)

A : O,2l x 0,30 : 0.0063 mt2

x : 11 cms.

Q : 12,62 m1lmin : M5,61 pid/nin

Setomad:5"


longitud recta de tubo Lr

l-r :0,7 + 2,5 + 2,6 + l,4l :7,21mts. : 23,65 pies

Longitud equivalente (I-eq)

Codos

1x90" R:2D d:5"--) --__> 6pies

2x45" R:2D d:5"Angulo de entrada 45"

Le.q : 18 pies

longitud total Lt

Lt : 41,65 pies


Pérdida : 3,5 pulg. I{rOl100 pies

Lr x ffi=# = rA6 Puts'dc asua


Ce:0,W.



67

Pérdidas a la entra¿a GJ)

he : O,lx Vp = 0.0úl

Pérdidas en la cemp¡ne de succión

l+he:1,(b4


l,W x 0,64 = 0,68 pulgada de agua.

Presión estática

0,68 + 1,46 :2,14 pulgada de agua

Máquina 15: Cepilladora


De la tabla 3 : Q : 0.75 V (lgxt + A)

A : 0,4'7 x 0,20 : 0.094 mt2

x : lO.3.cms

Q : 13,73 mllmin : 485 pid/min

Setomad:5"

68



I-r = 2,5 + 0,6 : 3,1 mts. : 10.17 pies

Longitud equivalente (kq)

Codos

.

1x45" R:2DAngulo de enüada 45"

d:5"

kq : 9 pies

3 pies

6 pies

Iongrtud total Lt

Lt : 19,17 pies

Del gráñco de pérdidas por fricción (figura 6)

Pádida : 4 pulg. HrO/100 pies



Ce : 0,7

¿y, !!'-dW - 442217 = 0,76 puts.de agualN pies 100

69




he:lxVp:he=0,72

Pérdidas en la camp¡ne de succión

l+he:1,72



Presión estátic¿

1,24 + A76 = 2,0 pulgada de agua

Máquina 16: Sierra circular

Campana en plano No.l

D€ la tabla 3 : Q : 0,75V (10x, + A)

A : 0,54 x 0,09 : 0.049 mt2

x : ll cms

Q = 11,65d/min : 411.42 pidlmin

Setomad:5pulg

Aul6nnn, lccllthSECCI0N 818ttÚ, tCA

70



l-r : 2,35 + 0,5 + 0,7 + 1,5 + l,4l: 6,49 mts.

Lr : 21,2 pies

I-ongitud equivalente O.eq)

Codos

3x90" R:2D d:5"

2x45" R:2D d:5"

Angulo de entrada 45" -------

Le.q : 30 pies

Imgitud total: LT : 51,2 pies




17 , l!!d4 - 512#,0 = tS3 puts. de agual0O pies 100

7l


Ce : 0,93


Vp : 0,56 para V : 3000 Pie/min


he : 0,15 x Vp : he : 0,084

Pérdidas en la camprne de succión

1*he:1,084


1,084 + 0,56 : 0,61 pulgada de agua.

Presión esHtica

0,61 + 1,53 : 2,14 pulgadade agua



De la tabla 3 : Q : 0,75V (10xt + A)

A : 0,3 x 0,4 : O,l2 mt2

72

x:l2cms

Q : 18,11 d/min : 639,55 pid/min

Setoma d = 6"

Pérdidas por f,ricción


I-r : 2,5 + l,4l + 2,7 : 6,61 mts. : 2I,7 pies

Longitud equivalente (I-eq)

Codos

2x45" R:2D d:6" --> 2x0,5 x7 ----) Tpies

1x90" R:6" d:6"Angulo de enüada 45"

IÉq : 2l pies

I-ongitud.total I;t

Lt: 42,7 pies

3 Del gráfico de pérdidas por fricción (figura 6)

73

pérdidas - 2,9 Pulg de agua

IOO pies

Is x Pérüda =2,9 l^Y,7 = L\J+ puls. tu agu¿

LüO pies 100



Ce : 0,97


Vp = 0,64 para V : 3200 pie/min


He:0,1 xVp:he:0,0úf

Pérdidas en la camprrle de succión

l*he:l,W

74

En pu.lgadas de agua:D

l,W x 0,64 : 0,68 pulgada de agua.

Presión estática

0,68 + 1,24 : 1,92 pulgada de agua

Máquine lE: Sierra circular

Campana en plano No.l

De la Abla 3 : Q : 0,75V (l0xt + A)

A : 0,54 x 0,09 : 0.049 mt2

x : ll cms

Q : 11,65 d/min : 411.42 pid/min

Setomad=5"



l-t :2 + 0,6 + l,4l + 3,1 :7,11 mts. : 23,33 pies

75

Longitud equivalente C4g)

Codos

2x45" R:2D d:5"

1x90" R:2D d=5"

Angulo de entrada 45"

kq : 18 pies

I-ongitud total Lt

Lt: 41,33 pies


Perdidas - 3'o wlg d¿ agua

100 pies


It x Perd' - 3'o r--l'33 = r23 putg.de agua100 pas 100

Coeficiente de entrada: Cc (ñgun 4)

Ce : 0,93

76




he=0,l5xVp:0,084

Pérdid¿s en la campana de succión

1*he:1,084

En pulgades de agua:

1,084 + 0,56 : 0,61 pulgada de agua

Presión esHtica

0,61 + 1,23 : 1,84 pulgada de agua

Máquina 19: Trompo


Delatabla3: Q: V(l0¡z + A)

A = 0,18 x 0,6 : 0,108 mt2

x : 13,16 mt/min : 465,42 pies/min

Setomad:5"

77



I¡ : 8,86 pies

Longitud equivalente (Leq)

Codos

2x45" R:2D d=5"

1x90" R:2D d:5"

Angulo de entrada 45"

I*q : 18 pies

I-ongitud total Lt

Lt : 26,86 pies


phdidas - 3,E PulS d¿ agua

100 pies

78

Pérdidas gn el tf,amo:

Is x Perd - 3,8 r?i,86 = l,v2 putg de agualü) pies 100


Ce : 0,7


Yp : 0,72 para V: 34O0 pie/min


he:lxYp:9,72

Pérdidas en la camp¡rne de succión

l+he:1+0,72:1,72



Presión estática

1,24 + 1,02 = 2,26 pulgada de agua

79

Máquina 20: Trompo

Campena en plano No-6

De latabla 3 : Q : V (10x2 + A)

A : 0,18 x 0,6 : 0.108 mt2

¡ - Sgms

Q : 13,16 d/min : 465,42pidlmin

Setomad:5"



L:2.8+1,2:4mt

Lr : 13,12 pies

Inngitud equivalente (I-eq)

Codos

2x45" R:2D

1x90" R:2D

Angulo de entrada 45'

2x0,5x6d:5"

d:5"

6 pies

6 pies

6 pies

Leq : 18 pies

80

Longitud total Lrt

Lt = 13,12 + 18 : 31,13 pies

Del gráfrco de pérdidas por fricción (frgura 6)

pérüdas - 3,8 pulg d¿ agtnt00 pies

k x Pérd- - 3r,l?-r 38 = l,1g puls. fu agw100 pres 100 ' r


Coeficiente de entrada: Ce (ñgura 4)

Ce : 0,7




he:1xvp:he:0,72

Pérdidas en la camp¡rne de succión

l+he:1,72

8l


1,72x 0,'72 = 1,24 pulgada de agua

Presión estática

1,24 + 1,18 = 2,42 pulgada de agua

Maquina 2l: Sierr¿ radial


De la.tabla 3 : Q : V (10x2 + A)

A : 0,1 x 0,4 : 0,(X mt2

x : 11 cms

Q : 14,7 d/mi'' : 519.5 pid/min

Setomad:5"



Lr : 1,5 + l,4l : 4,09 :7.0 mts.

Lr : 22,96 pies

D

82

Iangitud equivalente Leq

Codos

2x45" R:2D d:5" ->2x0.5x61x90" R:2D d:5"

Angulo de entrada 45" -------_

Leq : 18 pies

Longitud total Lt

Lt: 22,96 + 18 : 4{1,96 pies

Del gráfrco de pérdidas por fricción (figura 6)

pérüdas - 42 Pulg dc agua

IOO pies


Is x Pérd _ 4p x:!0,96 = 1,,12 pulg de agwl0O pies 100


Ce : 0,78

83




He:0,65xVp:0,53

Pérdid¿s en la crmpana de succión

1+he:1,53

En pulgadrs de agua:

1,53 x 0,81 : 1,24 pulgada de agua.

Presión estática

1,24 + 1,72 : 2.96 pulgada de agua

3.2 RAMALES PRINCIPALES

Cflculo ducto principal centro de producc ió¡ # l.

Tramo AB: Es la unión de la máquina I y la máquina 2.

Qt = 276 pid/min ; Q, : 429.5 pie"hin

Q^":Qt*Qr:276+429.5

Q,," : 705.5 pidlmin : 19,98 d/min

84

Se halla el diámetro del ducto

d = 16,68 cms

Setomad:6.5"

Se verifica si la velocidad esd denüo de los lfmites : (3000 - 3500 pie/min)

'u=*705.5r4 ^^= '-=- = 3,059 pielmn,, (oP)2-12'

I¿ velocidad en I es: V, : 3l63pie/min y la velocidad en Vz : 3150 pie/min por tanto,

se puede continuar.


hngitud recta de tubo I¡Lr : 1,5 mt = 4,92 pies

Del gráfico de pérdidas por fricción figura 6

Qr" : 705,5 pidlmin, y d^" - 6,5"

4 ¡ 1998

¡ x 914,4

85

Pérfus =2,4 pulg HrO

100 pies

P6¡di¡les en el tramo:

Is x Pérd. - 2,4 x_!92 = 0,llg pulg de agua

100 pies 100

Tramo BC. Unión de el tramo AB y la máquina 3.

Q^":70s,spidlmin y Q=441 pid/min

G : Q," + Q, : 705,5 + 4I : 1146,5 pid/nin : 32,45 d/min

d:8"

Verificación de velocidad

V"" : 3299 pielmin ; V^" : 3012 pie/min ; V¡ : 3227 pielmin-

Pérdidas.por fricción

I-ongitud recta de tubo I-r

[¡ : 1,6 mt : 5,25 pies

86

Del gráfico de pérdirlas por fricción figura 6


Perdidas - 2A Puls' H'ol0O pies

It x Pérd' - 2 x 5=25 = 0,105 pulg. fu agua

100 pias 100

Tramo CD. Es la unión del tramo BC y la máquina 4.

Q." : 116,5 pid/min y Q : 293,46pidlmin

Q- : : 1440 pies/min : 40,74 m3/min

d:9"

Vo : 3254 pielmin i Vsc : 3299 pielmin, V+ : J{0Q pis/min


hngitud recta de tubo I-r

Lr = O,'l mt : 2,29 pies

87

Del gráfico de pérdirlas por fricción figuap 6

Pérdidas - l'9 PulS' Hro100 pies

Is x Pérd. _ 1,9 x_?29 = o,W puls. & agua

100 pies 100 ' r--

Tramo DE. Es la unión del Tramo CD y la máquina 5.

Q* : 1440pid/min y Q :572.2pidlmin

G, : 2012 piqlmin : 57 mt/min

- d : ll"

Vp" : 3050pie/min i Vo : 3254pielmn i V¡ : 3ffi0 pie/min.


I-ongitud recta de U¡bo I-r

I-r : 1,4 mt : 4,59 pies

88

Del gráfico de pérdidrs por fricción figura 6


Pérdidas - l'3 PulS' Hro100 pies

ffi=ftf=o,o6puts.&agua

Tramo EF. Es la unión del tramo DE y la máquina 6.

G, : 2012 pié/min y Qn : 446 pid/min

Qr" : 2458 pie3lmin : 69.6 mt3/min

dE. : i2"

Verificación de Velocidad-

Vo : 3131 pie/min ; Vo. : 3050 pie/min ; Vo : 3200 pielmn.

Pérdidas.por fricción


[¡ : 1,5 mt : 4,92 pies

89Del gráfico de pérdidas por fricción figura 6

Pérdidas - l'l Pulg' HrolO0 pies


ffi = o,*iñ',t = 0,054 puts.dc agua

Tramo FG. Es la unión det tramo EF y la miíquina 7.

Qro : 2930 piet/min ; = 83 m7min

d"c : 13"


V"o : 3183 pielmin ; Vo : 3l3l pie/min ; V, : 3400 pidmin.



I-r = 2,0 mt : 6,56 pies

90

Del gráfico de pérdidas por fricción figura.6

Pérdi.las en el tramo:

1,0 pulg. HrOPérüdas = ' '

lO0 pies

I: x Pérd. - 1,0 {956 = 0,0656 putg. de agua100 pies 100

Tramo GH. Es la unión del tramo FG y la máquina B.

Qo : 2930 pié/min y Q-: 451,32 piélmin

Q* : 3381 pieTmin ; = 95.75 m3/min

da,, = 14"


V<¡, : 3167 pielmin ; Vro = 3183 pie/min ; V, = 34O0 pie/min.



[¡ = 0,4 mt = 1,31 pies

9l

Del gráfico de pérdidas por friccitín figura 5

Pérüdas - o'9 Pulg' Hro100 pies

It x Pérd. - 0,9 l-1,31 = 0,012 pulg. de agn100 pies 100 E --


Tramo HI. Es la unión del tramo GH y la máquina 9.

Qo' : 3381 pid/min y q : 455,56 pid/min

Q* : 108.5 mts3/min : 3886 pie3/min ;

dm : 15"

Verificación de velccidad

V* : 3127 pielmin ; Vo, : 3177 pie/min ; Ve : 3400 pie/min.



I¡ : 1,8 mt = 5,9 pies

y2

Del gráfico de perdidas por fricción figura 6


0,9 pulg. HrOPérdidas = ' '

lü) pias

I: x Pérd' = t''ri,os = 0,053 pulg. de agua

100 pies 100

Tramo U. Es la unión del tramo HI y la máquina 10.

Q'o : 3836 Pid/min Y Qo : 458,4 pid/min

Qu : 121.5 m3lmin : 4294.4 pie3/min;

du : 16"


Vu : 3UI9 pielmin i Vu : 3127 pielmin i Vro : 3400 pie/min.


Iongitud recta de tr¡bo I-r

Lr : 3,5 mt = 11,48 pies

93

Del gráfico de pérdid¡s por fricción figura 6

0,75 pulg. HrOPérdidas

lO0 pies


Is x Pérd' - ll'4Qir-0'75 = 0,0g6 purg. fu agua

100 pies 100

Tramo JK. Es la unión del tramo IJ y la máquina I l.

G : 4294.4 pid/min y Q, :428.72 pid/min

Qr* : 133.7 m3/min : 4723 pie3/min

d¡* : 17"

Verifico velocidad

Vx : 3000 pie/min ; V" : 3A78 pie/min i Vrr : 3000 pie/min.


I-ongitud recta de tubo I¡

Lr = 0,6 mt = 1,97 pies

94

D€l gráfico de pérdidas por fricción figura 6

pérdidas - o'70 PulS' Hro100 pies


Is x Pérd' = t'fl.1!'70 = 0014 pulg. de agua

100 pias 100 ' r

Tramo KS. Es la unión del tramo JK y la máquina 12.

Q,' : 4723 piélmin , Q, : 628.6

Qo : 152 mtlmin : 5351,6 pier/min

dxs : 18"

Se veriñca velocidad

Vrc : 3030 pie/min i Vrs : 30ü) pie/min i Vu : 3200 pie/min.


Inngitud recta de tubo I-r

I¡ : 1,2 mt : 3,97 pies

95

g Del gráfico de pérdid"s po. fricción figura 6

Pérdidas =0,64 pulg. HrO

100 pies


I¡ r Pérd' - 0,64-!],93 = 0,v25 pulg. dc agua

100 pies 100

Cálculo ducto principal centro de producción # 2-

Tramo L-LL. Es la unión de la máquina 13 y la máquina 14.

Qrr = 411,4 pieTmin y Qr. : 45,67 pies/min

Q-r, = 24,26 Q/min : 857 pid/min

ü'- - 7'

Se verifica velocidad

Vur¿ : 3247 pielnni Vrr : 3000 pie/min, Vr+ : 32ü) pie/min.


I-ongitud recte de tubo Lr

I-r : 4,9 mt : 16,ü7 pies

%

Del grffico de pérdidas por fricción figura 6

Pérdidas - 2'3 PulS' HrotOO pies

Is x Pérd' = ''t :=\!'' = o,,J'r puts. tu agu100 pies 100


Tramo LL-M. Es la unión del tramo L-LL y la ruíquina 15.

Q.", : 857 Pid/min y Q, : 485 pid/min

Q,-'. : 38 m3/min : 1342 pie3/min

d-9"

Se veriñca la velocidad

V*r. : 3037 pielmin i Vrr. : 32UI pie/min , Vro : J{[Q pig/min.


Inngitud recta de tubo I¡Lr : 1,2 mt : 3,94 pies

97

Del gráfico de pérdirhs por frjcción figura 6

Pérdidas =I,4 pulg. HrO

100 pias

Pérdi.l"s en el tramo:

Is x Pérd' = 'A'=?,% = 0,055 puts. & agua100 pias 100

Tramo M-N. Es la unidn del tramo LL-M y la máquina 16.

Q-0, : 1342 prélni¡ y Qo : 4ll,4zpidlmin

Qr+¡ : 1753,4pie3lmin : 49,64m3/min

dro¡ : 10"


V*x : 3217 pielmi¡ i V,r-, : 3037 pie/min i Vrc : 3ü)0 pie/min.

Pérüdes por fricción

I-ongiürd recta de tubo I-r

Lr : 0,7 mt : 2,3 pies

98


Pérüdas =1,5 pulg. HrO

lO0 pies


Is x Pérd' = t5 :!'t = 0,035 pulg.dc agua100 pies 100

TRamo NO. Es la unión del tramo MN y la máquina 17.

Q^ : 1753,4 pid/min y Q, : 639,55 pid/min

Qn*o : 67,76mtlmin : 2393 pie3/min

d: 12"

Se verifice velocidad

Ko : 3048 pie/min ; V*o : 3217 pie/min , Vrz : 32m pie/min.


longitud recta de tubo I-r

Lr : 1,3 mt : 4,26 pies

99



Pérdidas - l'l pulg' Hrolffi pies

Is x Pérd' -r'L x !'26 =0.u7 purg dc agualO0 pies 100

Tramo OP. Es la unión del tramo NO y la máquina 18

Q':2393 pid/min. y Q¡ :411 .42 pié lmn.

Q*: 28M.4 pie3/min. : 79.41m3/min

d* : 13"


Vu : 3M2 pielmin i Vro : 3048 pie/min i Vr¡ : 3000 pie/min.


I-ongiürd recta de ü¡bo I¡Lr = 1,2 mt : 3,94 pies

100

Del gráfico de pérdidas por firicción figura 6


pérüdas=o'9 PulS'H,ol00pies

I¡ x Pérd. -394 x-0,9=0o35 pulg.&agualüpies 100

Tramo PQ. Es la unión del tramo OP y la máquina 19.

q" : 28M,4 pid/min y Qc: 465 pid/min

Qcp : Y2,57 mtt/min : 3269.4pie7min

do' : 14"


Vrq : 3058 pie/min i Ve : 3ú2,3 pie/min i Vr¡ : 3400pie/min.


I-ongitud recta de ü¡bo I-r

Lr : 1,3 mt : 4,27 pies

101



OR nilo H nPérdid4s--'- r-o' -z-

100 pies

ffi=W= 0,034 puts.&asua

Tramo QR. Es la unión del tramo PQ y la máquina 20.

qa - 3269,4 pid/min y Q, : 465 pid/min

Qo" : 3734,4 pies/min : 105.7 m7min

do* : 15'


Vq* : 3M3 pie/min i Vrq : 3058 pie/min i Vzo : 341¡¡ pie/min.


I-ongitud recta de tubo I¡Lr : 3,6 mt : ll,8l pies

tuz

Del gráfico de pérdidas por fricción frgara7

Pérdides en el tramo:

Pérdidas=o'6 PulS' H'o

l0O pies

I¡ x Pérd. _ 11,81 r 0,6 = 0,ú pulg.dcagua

100 pias 100

Tramo RS, Es la unidn del tramo QR y la máquina 21.

Qq* : 3734,4 Pid/min y Qr, : 519.5 pid/min

Q"" : 4254 pietlmin : 120.46 m3/min

drs : 16"


Vo : 3049 pie/min i Vq* : 3043 pie/min i Vzr : 3600 pie/min.


Iôngitud recta de tubo I-r

Lr :3,9 mt : 12,E pies

103

Del gráfrco de pérdidas por fricción figura 7


Pérdidas=o'$ PulS' H'o

tOO pies

Is x Pérd. - l2'8 t O8 =0,10 pulg.d¿ogualN pies 100

IM

4. SEPARADORES O CICLONES

En los ransportadores neumáücos, la separación del material det aire se hace generalmente

por el método más económico, de acción centrffuga, resultante de un remolino, torbellino

producido por el ciclón.

Los ciclones son conocidos también como "sqlaradores de polvo", porque aunque son

aplicados a la separación de parúculas mayores como: granos, arenas, etc-, pueden usarse

también para separación de polvos muy finos cuyas parlculas pueden ser a veces hasta del

orden de los 10 micrones. Un "ciclón" o 'separador centrífugo" estl compue$o por un

tanque, casi siempre metálico, con una salida tubula¡ zuperior para el aire limpio que s€

prolonga h¿cia el interior, ! una salid¿ inferior para el m¿terial. I¿ corriente de mezcla

de aire y material a la velocidad de transporte, entra horizontalmente y tangencialmente

contra la pared interior; la aceleración radial, resultado de la fuerza centrffuga desarrollada

al adaptarse el chorro a la trayectoria circular de la pared del tanque hace separar las

parlculas de material del aire. I-as parlculas üenen une distribución aproximadamente

uniforme en la m¿sa de aire que entra al ciclón, cuanto mas alejadas están del borde en la

trayectoria circular, mayor es la distancia que tienen que recorrer a trav6 de la ma^sa de

aire para llegar a la periferia. Por la acción de la gravedad que actrÍa simultáneamente

sobre las parÚculas, el chorro de mezcla adquiere un moümiento de remolino. girando en

espira descendente con lo cual el radio de curvatura va disminuyendo, consecuentemente

105

la velocidad tineal y de rotación aumentando, también en consecuencia el poder de

separación.

El giro en espiral descendente del chorro de mezcla en el interior del 'ciclón", crea un

núcleo de baja presión en el centro, hacia el cual va siendo aspirado el aire limpio que en

el giro ascendente escapa por el tubo superior. El material por fricción con las paredes va

perdiando velocidad y se escure hacia la parte inferior del cono, por donde es descargado.

4.I DISENO DEL CICITON

a) Se determina el volumen de aire que se va a manejar y la velocidad del aire.

b) Se halla el diámeuo 4 det ciclón. Figura 8.

c) Se calcula el diámeEo del ducto de escape. Figura 8.

d) Se calcula el diámetro del ducto de descarga inferior. Figura 8.

e) Se calcula el ancho de la entrada al ciclón y de la altr¡ra de la entrada. Fig.8.

0 Se halla el largo del ducto de escape en el interior del ciclón. Figura 8.

g) Se calcula la altura total del cono y la al¡¡ra del cono truncado. Figura 8.

r06

FIGURA E. Dimensiones de ciclón

tul4.2 CALCTJLOS DE DISEÑO

4.2-l Tolva No. l- Caudal de aire: 5351.6 pid/min (151,8 d/min)

Velocidad del aire: 3.000 pie/min (914,4 m/min)

4-2-l.l Area a la entr¿da al ciclón.

h,e = Pic3lmim =5351.6 - L1g oié' pielmn 3Om

hra= O,165 tit2= 256,3" pnlg.

4-2.1-2 Diámetro del ciclón-

t = 2,4 Valor recom¿ndado por fabricantes.

4<2,4)3 . L78

4r3 . hra.

dt= K'z'4f ' lJ8 = s,6 pies =) 672 puls = l.z0 n¡s.

108

4-2.1-3 Diámetro del ducto de escape

4-2-1.4 Diámetro del ducto de descarga inferior.

{4=i x 4=l x ?Á=175 pulg = 0.4 n6..'8 "g

4-2.1.5 Ancho de la entrada al ciclón-

a : lO% a 15% de d, ; a = 0.15 x67.2

a : 10.08 pulg. ; a : 0-256 mts.

4-2-1.6 Altura de la entrada al ciclón.

4= +=ff=r, puts. = o-70 mts-

hr=hto =4j!f3 =15,43 puts = 0.65 nrs.' a 10,08

109

4.2.1.7 l-argo del ducto de escape en el inrcrior del ciclón-

h:h,(r-l)Fhz: 25,43 Q,4 - lY : 49,U pulg. ; h, : 1,26 mts.

4-2-1-8 Altura total del cono-

hr: h, .f - 25,43x(2,4)':146,47 pulg.; h*:3,72mts.

4-2-L9 Attura del cono truncado.

4-2-2 Tolva No- 2. Caudal de aire 4254 pielmin : 120.06 ml/min

Velocidad del aire 3000 pie/mit (914,4 m/min)

4.2-2.1 Area a la entrada al ciclón.

d. -d-4=4(Tr'=l*rr rW,b : 108.3 pulg. ; b : 2.75 mts.

hrd=#=l,4lpicz' 3000

h,t : 0,13 mt2

4r3 . hra

fi

110

4.2.2.2 Diámetro del ciclón.

d' : 4,98 pies -- 5,78 pulg. ; 4 : l,5l mts.

4.2.2.3 Diáms6e del ducto de escape-

= 2A. valonecomcndado

= 15,56 pulg = O.4O mts.

4=+=ff=r0,9 puls- = 0.63 rnrs.

4.2-2.4 Diámetro del ducto de descarga inferior.

ar=íx4= ] x 2+,e


a:lO%a15%ded,

a = 0,15 x 59,78 : 8,96 pulg. ; a= 0,23 mts.

111

4-2.2.6 Altura de la entrada al ciclón.

h-Y = ':'=! = 22,6 pale. = 0.57 ttt,-.' a I,Yz

4.2.2-7 Largo del ducto de escape en el interior del ciclón-

hr:hr(r-1¡z

h, : 22,6 (2,4 - 1)' : 44,3 pulg., hz : l,l2 mts.

4.2-2-8 Altura total del cono-

h:h,x12 \:22.6x(2.4)2

h. : 130 pulg. h : 3.3 mts.

4.2.2.9 Altura del cono truncado.

d. - d. {oze - rs<rtr=hr(T)=l3orW) = 96,16 pulg.

h, = 2,44 mts.

t12

5. VALVULAS ROTATTVAS

Alimentador de tipo gravedad pura y descarga continua compuesta por: rotor de paletas que

gira en el interior de una carcaza con ajuste deslizante, sellos tipo prensa estopa (en los

extremos del rotor), y carcaza con abertura superior para la entr¿da del material y una

abertura inferior para la descarga del material, figura 9.

Los pies cúbicos de material descargados por cada revolución del rotor representan la

capacidad de la válvula rotaüva.

5.1 FUNCIONES DE LAS VALYTJLAS ROTATIVAS

En un sistema negativo regulan el descargue de material del ciclón hacia la tolva receptora

y sellan el paso del aire enüe la tolva receptora y el ciclón.

En sistema positivo, regulan el paso del material desde la tolva h¿sta el ducto de transporte

y sellan el paso del aire entre el ducto de transporte y ta tolva.

5.1.1 Extremos abiertos. Más económica con las paletas soldadas al eje y carece de

tapas laterales. Desgasta las tapas laterales de la carcaza, el.¡otor se frena al acumularse

113

material entre las paletas y las tapas laterales dela carcaza. Debido a la flexión, los alabes

se doblan fácilmente. (Figura l0).

5.1.2 Extremos cerrados. Mas empleado, con tapas laterales y con las paletas soldadas

al eje y a las tapas laterales del rotor. Es de fabric¿ción fuerte, es mls usada y las tapas

laterales delacarcaza se desgastan poco. (Figura I1).

5- 1.3 Cavidades de profundid¿d media- Maneja cantidades moderadas de material sin

sacrificio del área de enfada con las RPM normales. I¿ sección üansversal de las

cavidades eSá formada por dos segmentos circulares de unn profundidad igual a la quinta

parte del diámetro del rotor. (Figun 12).

5.1.4 Cavidades poco profrrndas. Posee menos capacidad volumétrica. I¿ sección

transversal de las cavidades está formada por seú"tores de corona circula¡ y poca

protundidad. (Figura l3).

5.1.5 Cavidades profundas. Posee mayor capacidad volumétrica. Se fabrican soldando

al eje y las tapas laterales del rotor. (Figura la).

5-1.6 Paletas intercambiables. Rotor de extremos cerrados, se fabrican con las

cavidades profundas, pero la parte superior de la paleta, va atornillada y se puede cambiar

fácilmente. (Figura l5).

l14

'ó1U/

tirlJ

ñ!

rada (le rira teria I

Descarga de lrlateri.rl

-,- C¡rc¡z¡

Rotor <lePa IetasC.'l vidad o

cangiIón <jel Ro tor

FIGIJRA 9- Válvula rotaüYa.

l15

FIGIJRA 10. Rotor abierto. FIGIIRA 11. Rotor cerrado

12.FIGURA Rotor con cavidades de proñrndidad media.

l16

FIGURA 13. Rotor con cavidadespoco profundns

FIGURA 14. Rotor con cavidedesProfundas

FIGURA 15. Rotor con las paletas intercambiables-

ll7

5.2 SELECCION DE LA VALVIJLA ROTATIVA

No se requiere efectuar un diseño completo, pues existen diseños standa¡ utilizables, de los

cuales se puede selecciona¡ un tamaño de la vflwla rotaüva adecuada para cada

transportador.

Para facilita¡ la selección de la válwla rotativa a emplear en un transportador, existen tablas

que indican el tamaño, tipo y capacidad de los rotores.

Para nuestro caso, dado que el destino final del material extrafdo no servirá como materia

prima posterior, no es extrictamente necesario el uso de las valwlas rotativas, pues una

compuerta resortada colocada en la descarga del ciclón cumple con la función en una forma

adecuada y económica. Sin embargo a menera ilushativa, se seleccionarán las vdvulas

rotativas para cada ciclón.

5.2-l Válvula para ciclón No.l Pa¡a descargar 420 kglhr, 6 15.42lblmin de virutas

de madera, con una densidad de 7 lblpie3, se requiere un rotor que pueda descargar:

L5.42lblmin

7 tblpié: 2.2 pid/min : 0.O62 mf/min

118

Volúmen por revolución- Como generalmente un motor-reductor gira normalmente a 40

RPM, y se tienen 2.2 piélmin:-

2.2 piélmin

- : 0.55 pidlrev.

40 revlmin

De la tabla No.ó, se encuenm que el rotor I x 6 tipo 3, pro,porciona una capacidad de

0.063 pie'lrev.

35 revlmin x 0.063 pid/rev. : 2.2 pid/min.

80 rev/min x 0.063 pid/rev. : 5.04 pidlmin.

5.2.2 Válvula para ciclón No.2. Para descargar del ciclón 300 kglhr. ó 11 lb/min, de

cin¡tas de madera, con una densidad de7 lblpies, se reguiere un rotor que pueda descargar:

ll lb/min: 1.57 pid/min : 0.044 mf/min

7 rb/pié

Volúmen ¡ror revolución. Como generalmente un motor-reductor gira normalmente a 40

rev/min, y se tienen 1.57 pid/min:

1.57 pid/min

40 rev/min= 0.039 piélrev.

119

De la tabla No.6, se encuentra que el rotor 6 x 4 tipo 1, proporciona una capacidad de

^ n2(t á:Jr-^.,\t.\tJt f,rw rrwv.

55 rev/min x 0.039 piélrev. :2.145 pid/min.

90 rev/min x 0.039 pidlrev. : 3.51 pid/min.

lhfr¡all¡l | .cciar¡SECGIOr' r vA

r20

TABLA 6- Temeños y capacidades de válwlas rotaüvas.

TANAÑO ROTOR: D'A,'/ETRO POR LONGITu/,/

ROTOR

A B c D E ? o H J K L I r P R E T vax3 71A 5/16 7% 6 5r€ 5 11/16 3% 1 7t16 0 6 3 'l 5 ,t 0 0 U 1

6X¡f 7% g't6 E% 5 11/16 3 3v8 6 7t16 6 6v, 1 I 5tA tt: 4 5% 6% 1

tx6 9tÁ 5/16 9rt I 5 9/16 A I 7t16 6 9 6 I 8 tt 6 8% 10 1 7t16EXtS 9v. 5/16 't3 12% 11 1116 lrt I 7t1C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 7t16IOIE 12% 3A 10 3A 9% 85,8 7 10 7t16 6 11 8 2 5 ,t I 11 121A 1 7t18taxto f6 3A 11 tt 11 v, 95n 81/A 11 7t16 I t3 t0 2 6 % t0 t3 14% 1 7t16It X 1¡l '18 % 14 13tí. 11 5/8 I 16 7t16 I 18 t4 3 1k tl 14 17 18% 1 7t16mxla 24 ,t 16 15 1/'3 13 916 2% 20 916 12 24 t8 2 10% 1X fE 21 rt 24 1 7t16axz2 28 tt n 191á 17 7t8 4'Á 21 I f/1€ 12 2a n I 6rt f 1¿ 26 28 2 3U16

30x2c 36 1 28 2 n 9 s 11ts l6 u 26 1 7'/, 1% 26 31 u 2 7t',t6

:APACIDAD ROTOR PIE'REY gfA IAX. lEroROTOfr nFo I Trfo 2 ?tFo nFO¡ RI'I RPI t{P rctq4x3 0.0128 0.0f 't9 0.m7 0.fiI3 55 g 1t3 m 46x4 O.GN) 0.Gt 0.020 0.010 55 9( 1R m 48x6 0,125 0.11¿l 0.m 0.62 36 EO 1R 158 6a8x 13 0.25 o.% o.125 0.(Ei 36 EC 1/3 ru 62l0x8 o.27 o.21 0.13 36 7( % no g2

l4x l6 0,62 0.601 0,310 0.156 ¿l€.5 6[ v, fn 71'16 x 1¡l t.3 1.m 0.650 0.32:t ¡16,5 ú v, ¡Ki2 71

20x10 2.3 r.96 1.1f0 0.5/5 36 5C ./, 975 71

24x2. 4.6 4,5 2.3 l. t5 31 41, 1t+ t3't5 11530x26 8.¡15 8.3 4.2 )1 30 q 2 2350 166

tzl

6. VFNTILADORFS

El ventilador es la turbo-máquina que absorbe energfa meclnica y redistribuye energía a un

gas, comunicándole un incremento de presiones menor a 1000 mn. de c.a. y el incremento

de densidad de él no es nayor deunT%.

6.1 APLICACIONES DE LOS VENTILADORES

a) En ventilación de fábricas, minas, edificios, túneles, barcos.

b) En extracción de humos, aire con alto contenido de polvo.

c) Para secado en procesos industriales.

d) Para refrigeración y acondicionamiento de aire.

6.2 CLASIFICACION DE LOS VENTILADORES

Según la dirección del flujo se pueden clasificar en:

- Axiales (de hélice, tubo axial, detlector axial).

- Cendfugos o radiales.

t22

6.3 VENTILADORES AXIALES

El flujo o corriente de fluido gaseoso es esencialmente paralelo al eje longitudinal o eje de

giro de la hélice o rodete. I-as paletas de los rodetes de este tipo varfan en curnto a su

número, forma, ajustabilidad, ángulo con reqrecto al eje de giro, material y forma de

constrr¡cción, asl como en la relación entre el diámetro del cubo y rodete.

L¡s ventiladores axiales se emplean p:ua mover nüNas de aire en los eqpacios situados

debajo de parrillas de'stinadas a quemar combustible sólido de gran tamaño.

6.4 VENTILADORES CENTRIFUGOS

Tienen un flujo de aire que al etrmr este aI rotor, es volteado 90" en todas direcciones,

normalmente el aire se captura enla carcnzn o "housing" y se empuja por la descarga del

ventilador. I-a mayorfa de los ventiladores utilizados en tiro inducido y forzado de

calderas, son de este tipo.

Los ventiladores centrffugos pueden emplearse no sólo como aspiradores de aire o gases de

canalizaciones conectada a zu boca de aspiración u "oido", sino que también pueden

uüliz¿rse para descargar el mismo aire o gases, a presiones de varios centfmetros de

columna de agua, en c¿nalizaciones unidas a su boca o descarga.

t23

El contaminente a manejar por los ventiladores puede ser corrosivo, para la constrr¡cción

del ventilador, debe seleccionarse un material resistente al contaminente corrosivo si el

contaminante no sólo es corrosivo sino además erosivo, debe presArse atención al material

de fabricación del ventilador y al tipo de ventilador

Si el aire o gas contaminado con polvo, podrfa llegar a contaminarse por la falla de algún

elemento en el sistema previo a la enEada del ventilador, debe seleccionarse un ventilador

de palas inclinadas hacia atrás. Esüos consumen más energra que un ventilador

aerodinámico, pero téndrfan una mayor vida, operando dentro de una atmósfera erosiva.

Cuando el aire está sumamente contaminado con polvo, o se esHn conduciendo materiales

en suspensión (transporte neumático), debe'considerarse la utilización de un ventilador de

pala radial.

6.5 SELECCION DE VENTILADORES

6.5.1 Ventilador No. l-

Caudal Q : 5351,6 pid/min (152 d/min)

Presión estática SP

SP:SPD+SPc

SP" - Pérdidas por ciclón. :

SPo = 26,87 ; SPD - 26,87 +

3,5pulg. HrO

3,5 = 30,37 pulg. HrO

124

Como las condiciones de selección del ventilador están a condiciones standard, se debe

efectua¡ las respectivñs cüÍr-r Écio¡es :

Temperatura en Cali 80"F. ; Altitud: 3500 pies

De la tabla de factores de corrección por altitud (Tabla 7) se tiene:

FC : 1,16

Entonces:

SP : 30.37 x FC :30.37 x 1,16

SP : 35.23 pulg. H'O

Del catálogo de la Chicago Blower Corporaüon: Tabla 8-

Q:5351,6pie'/min; SP: 35,23 Pulg. H'O

De este catálogo se escoge un ventilador centrffugo, temaño 13 Ls, para un caudel de 552O

pie'/min, con una presión estática de 36 pulg. H'o y ltna potencia al freno de 49,3 BHP,

que corregida es igual a 42.53 BHP, para 3565 RPM. Arreglo 4 (N4), es decir, el rotor

va montado di¡gctamente en el eje del motor, y es apticable hasta una t€mperatura de 200"F

(94"C).

6.5.1.1 Seleccion del motor para venülador No.l. Del catálogo de motores Siemens

se tiene Motor de 50 HP.

Serie NMA: ILA4206 - 2YC80

125

Número de polos; 2

Te maño co¡sln:ctivo : 200L

Corriente (A) a 440 v. 62 amp. y a220l, l){ etnP-

Velocidad nominel: 3600 RPM

6.5.2 Ventilador No. 2

Caudal: 4254 píélmn (120 d/min)

Presión estática: SP

SP : SPD + SPc SP" es aproximadamente 3-5 pulg. HrO

SPo : 20,26; SP : 20,26 + 3,5 :23,76Pu1g- HrO

Presión estática corregida

SP : 23,76 x 1,16 ; SP : 27,56 pulg. H'O

Del catdogo de la Chicago Blower Corporaüon; se escoge un ventilador centrffugo tamaño

13 LS, para un caudal de 4416 pidlmin con una presión esútica de28 pulg. de HrO y una

potencia al freno de 30.4 BHP, que corregida es igual a 26 BHP, para 3113 RPM. El rotor

va montado directamente en el eje del motor y es aplicable hasta una temperatura de 200"F

(94" C).

126

TABLA 7 - Fzcto¡es de corrección por alütud.

ALTITUD (PIES) CON PRESION BAROMETRICA EN "Hg"

F 29,92 29,38 28,86 28,33 27,82 27,81 26,82 26,32 25,U 25,% 2!,?-

-4o

oi,7g 0,81 o,B1 o,B4 0,85 0,87 0,88 0,90 0,92 0,93 0,95

o 0,87 0,88 0,90 0,92 0,93 0,95 0,97 0,99 1,00 1,02 1,U40 0,94 0,96 0,98 1,00 1,01 1,03 1,05 1,07 1,09 1,11 1,13

.70 1,OO 1,O2 ',l,M 1,06 1,08 1,10 1,12 1,14 1,16 1,18 ',1,20

80 1,02 1,04 1,06 1,00 1,10 1,12 1,14 1,16 1,18 1,20 1,33

1oo 1,06 1,08 1,10 1,13 1,14 1,16 1,18 1,20 1,22 1,25 1,27

120 1,09 1,11 1,13 1,16 1,18 1,20 1,22 1,24 1,27 1,29 1,31

140 1,13 1,15. 1,17 1,23 1,22 1,24 1,26 1,29 1,31 1,U 1,36

160 1,17 1,19 1,21 1,24 1,26 1,28 1,51 1,33 1,35 1,38 1,41

180 1,21 1,23 1,25 1,28 1,30 1,32 1,35

200 1,25 1,27 1,29 1,32 1,34 1,36 1,39

250 1,U 1,36 1,39 1,41 1,4 1,47 1,49

300 1,43 1,rc 1,49 1,51 1,il 1,57 1,57

350 I ,53 1 ,56 1,58 1 ,61 1 ,U 1 ,67 1,70

400 1,62 1,65 1,68 1,71 1,75 ',1,78 1,81

450 1,72 1,75 1,78 1,81 1,85 1,88 1,92500 1,81 1,84 1,88 1,91 1,95 1,98 2,02550 1,91 1,94 1,98 2,01 2,05 2,09 2,13600 2,oo zM 2,O7 2,11 2,15 2,19 2,23

1,37 1,40 1,42 1,451,42 1,4 1,47 1,501,52 1,55 1,58 1,61

1,60 1,63 1,66 1,69

'1,74 1 ,80 1,U 1,871,U 1,88 1,91 1,951,95 1,99 2,03 2,62,6 2,10 2,14 2,182,17 2,21 2,25 2,292,27 2,32 2,36 2,40

650 2,09 2,13 2,17 2,21 2,25 2,29 2,U 2,38 2,43 2,47 2,52

700 2,19 2,23 2,27 2,31 2,35 2,40 2,44 2,49 2,53 2,58 2,63

750 2,28 2,32 2,37 2,41 2,46 2,50 2,55 2,60 2,U 2,69 2,74800 2,38 2,42 2,46 2,51 2,56 2,60 2,65 2]0 2,75 2,80 2,86850 2,47 2,52 2,56 2,61 z,ffi 2,71 2,76 2,81 2,86 2,92 2,97900 2,57 2,61 2,66 2,71 2,76 2,81 zffi 2,92 2,97 3,03 3,08g5o 2,66 2,71 2,76 2,81 2,86 2,91 2,97 3p2 3,00 3,14 3,20

1000 2,76 2,81 2,86 2,91 2,96 3,02 3,07 3,1

TABLA 8. Ventiladores Centrfftrgos- Temaño 13 LS.

127

BPll Limits @70Fsol c,'3llD c.3 c/1HD' c;1' ri,F

VF,NTILADORES CENTRJFUGOSCHICAGO BLOWER CORPORATION

Wheel Oiameter 22.5/8"lnlet Diamerer 13" Wheel I ¡tzo-T ¡leo .3ia ¡ls? | 3787 ', zsnOutlet Area 0.92 sq. ft. shafr | 2532 i 2532 : 3125 I 3600 I 3638 I 2315

On thrj sr¿o lJn. V-b6tt drrvoñ oo€r¡tron abovc 36O0 RpM nol rocommanded. The perlo¡mance shown rs tot tan wrth ourtef ouc¡. V.bott dnva tosJñor Incrudod NorE: Thc p€normanco Iibtes aoova are tor Ls and wF whc€rs. .uso ctass 2 6 3 tempg¡¿¡u,, o"r",,* tr",Ji."

$Eze 13 LSov 'sP : 'r:1, sP. rrir -;f11 6P,¡:r-- : g: SP '.'f '. a'9 .v.: .:ySp t'st 9'sP - 10. sP

CFM BPM l8t RPM 8HP - RPg. l¡lp ¡Pf¡ EHz H: tH? ntH !HP .lPrt tNt efl BH' NPM I ¡HP nPm I SltPI 104

!2881172r556rE10

1200

r¿mr 600l 8002000

6r0AA

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¡a

mo85¿872¡4,

lm210t01021I 03¿a

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r¡05ra08lal¡alrml¿29

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2.51s23t529r 536

21

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I

r6i' i 3.31637 | 37

I

1723 |11'27 |rnz I

JO¿l

181ó1818r823

39

¿620242208

257627ñ

2¡m2600?8mi000

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2.52.83.t3.¡

l aaor.5¿ra661482r a99

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l 0€3ilta1 ta6rt79

2.127

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r2¡31r7t

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4.1

1.54.9

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128

TABLA 9. Tipos de motores trifásicos Siemens.It4otores trifásicos. Tensión conmutable 2ZOl440VArranque directo a 220y ó 440V.Arranqueestrella-triánguloa partirdel tipo1LA3130 tantoa 2z0v como a 440Vtlecucron 83, 1P54, totalmenle cerrados ITEFC)

Tipo

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Serie NMA

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Tamaño

Constructivo

Potencia

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Corriente(A)

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Velocidad: 3.600 rpm (2 polos)Serie EWN

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6.71 24.0 12.0

9.0 32.0 16.0

13.4 46.0 23.0r 7.9 61.0 30.520.9 75.0 37.5

Velocidad: 1.800 rpm(4 polos)Serie EWN

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1LA3 113-4Y8601LA3 130-4Y870rLA3 133-4Y870íLÁ3 i63-4Y8701LA3 166-4Y870

SerieNMA

1LA4 183.4YA801LA4 186.4YA80

1LA4 207.4YC801LA6 220-4YA801LA6 223-4YA801 LA 6 224 . 4YCB0

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129

6.5.2-1 Eleccion del motor para ventilador No.2

Del catflogo de motores Sfemens se üene:

Motor de 34 HP

Serie NMA, I IÂ4 183-2YA80

Tamaño constructivo: 180 M

Número de polos: 2

Corriente (A): a 220'v.,86 amp. y a440 v,43 amp.

Velocidad: 3.600 RPM

130

BIBLIOGRAFIA

. BUFFALO, Jorge. Company fan engineering. Sexta Edición.NewYork, Buftlo, 1961.

. CAICEDO, Jorge. Diseño de elementos de máquinas. Tomo IICali, 1984.

. CHICAGO BLOWER CORPORATION. Industrial centritugal frns.Buletin ICF-100. August 1974.

. ENGINNERING EOUIPMENT USERS ASSOCIATION. Transpo¡fs ¡srrm{tisede materiales pulverizados. Primera Edición.Barcelona, 1974.

. MARKS. Manual del ingeniero mecánico. Octava Edición.México, 1984.

ANEXOS

ANEXO l. Tabla Resumen de Resulados

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SIERRA CIRCLSIERRA CIRCUISIERRA CI RCU I

CAMPANAS PARA SIERRA CIRCL

JADRO DE DIMENSIONESBRE A B C D E F G H

LAR No 1 374 230 140 180 102 90 306 300

-AR No 16 540 340 200 230 127 90 380 430

AR No 18 540 3+O 200 230 127 90 380 430ñorn' DIMENSIoNES EXPRESADAS EN MILIMETRoS

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CORPORACIOI{ UI{IVERSITARIAAUTONOMA DE OCCiDENTE

DISEÑO DE UNT SISTEIVIA DE EXTRACCIONY RECOLECCIOIN DE MATERIAL VOLATILPRODUCiDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

DESCRIPCIONJ :

DESCRIPTION

CAMPANAS PARA SIERRAS CIRCULARES

MAT. No.REG. No.

ZMAY/97

2MAY/97

PROPIETARIO - OWN

HOJA_SHEET

1DE9DIBUJO No. - DWG No

PL_PR_01ESCALA - SCALE

SIN_ESCALA ARCH.CAD:TESlSl .DWG

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CAM PANAS PARA CANTEADO R,

CUADRO DE DIMENSIONESN OM BRE A B C D

CANTEADORA No 2 +70 640 127 400CANTEADORA No 6 290 330 152 400CANTEADORA No 8 360 400 127 400CANTEADORA No 9 230 270 152 400

CANTEADORA No 1 4 300 3+O 127 400CANTEADORA No 17 400 4+O 152 400

NOTA: DIMENSIONES EXPRESAD/

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CORPORAAUTONO

llON UI'IIVERSITARIAv{A DE OCCIDEI'{TE

DISEÑO DE UN SISTEMA Dtr EXTRACCIONY RECOLECCIOI\T DE MATERIAL VCLATILPRODUCIDO trN EL TRABAJO DE LA N4ADERA

DISCRIPCION :

DESCRIPIION

CAMPANAS PARA CANTEADORAS

NOMBRIf ,lAt/ E

ñ1AT. l'.1o.REG. I'Jo.

rrr'L.t ¡.I LUt tñDATt

FIRMASIGN

orsrñ,qoo - ots PINIIII Y RODRIGUEZ ZMAY/97

DIBUJADO - DRATT PINIIIA Y ROORIGUEZ zux/etRIVISADO - REV HUGO C. HOYOS ZMAY/97

APROBADC _ APPR HUGO C. HOYOS

^rAY/97PROPITTARIO _ OW¡\

ISCALA _ SCALE

SIN-ESCALA

DIBUJO No. - DWG I'lo,

PL_ PR _02HOJA-SHiET

2DE9

REV. 0ARCH.CAD:TESIS2.DWG

CAM PANAS PARA CEPILLADO

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DIMENSIONES EXPRESADAS EN MILIMETRoS

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CORPORACIOI{ UNIVERSITARIAAUTOJ{OMA DE OCCiDENTE

DISEÑO DE UN SISTEMA DE EXTRACCIONY RECOLECCION DE MATERIAL VOLATILPRODLTCIDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

DTSCRIPCION :

DESCRIPTION

CAMPANAS PARA CEPILLADORAS @NOMBRT

NAMIMAT. No.

REG. No.FECHA

DATE

FIRMASiGN

orsrñ¡no - ols PINIIIJ Y RODRIGUEZ zuat/stDIBUJADO _ DFAIT PINIII,A Y RODRIGUEZ aMAY/97

REVISADO - RIV HUGO C. HOYOS zuat /stAPROBADO - APPR HUGO C. HOYOS 2MAY/97

PROPITTARIO - OWN

ESCALq - SCALI

SIN_ESCALA

DIBUJO No, - DWG No.

PL_PR_03HOJA_SHEET

30E9


20DltmI ll

CAM PANAS PARA SIERRA CIRCI

CUADRNO M BRE

RRA CIRCULAR Nlo

IRA CIRCULAR No

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NOTA: DIMENSIONES EXPRESADAS EN MILIMETROS

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CORPORACION U]{IVERSITARiAAUTONOMA DE OCCIDEI{TE

DIStrÑO DE UN SISTEMA DE trXTRACCIONY RECOLECCION DE NIATERIAL VOLATILPRODUCIDO E}I EL TRABAJO DE LA iUADERA

DISCRIPCION :

DESCR IPIION

CAMPANAS PARA SITRRA CIRCULAR @NOMBRT

NAMEMAT. IiO. I FECHA INVN

REG. llo. I o¡rg I slc\

DSrrfADr-Dts TPlNltlJYRoDRlGUEzl I2MAY/:tDIBUJADO - DRAil I PINIU,A Y RODRIGUEZ 2MAY/97

REV,SADO _ REV I HUGO C. HOYOS 2M Y/97

APROBADO _ APPR I HUGO C. I+OYOS ZMAY/97

PROPIilMIO - OWN

ESCALA - SCALE

SIN_ESCALA

DTBUJO No. - DV/G Nc. I HO'rA-SHEil

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CAM PANAS PARA SIERRA RAt)

A B C D E F

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E 450 110 127 350 120 180450 '1 10 127 400 100 180

CUADRO DE DIM ENSIONES'rrflll

NoMBRE l¡iAlclDlElFIERRA RADIAL No s I +so I 110 | 127 I 330 I 100 | 180

rnnn nnolnl No zl I +so I I lo I tzz I +oo I loo I laoNOTA: DIMENSIONES EXPRESADAS EN MILIMETROS

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C ORP ORACIOI\i UNIIVERSITARIAAUTONIOMA DE OCCIDENTE

DISEÑO Dtr UN SISTEMA DE EXTRACC]ONY RECOLECCION Dtr MATERIAL VOLATILPRODUCIDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

DESCRIPCION :

DESCRIPTION

CAMPANAS PARA SIERRA RADIAL @NON,IBRE I H¡nr. liio.l FtcHA I rtnun

NAI/E I nrc. ¡.to. I onre I stct't

orsru¡oo - ors | .etrutu,l

Y RoDRlcuEz ZMAY/97

DtsuJADo-DRAtr lerHrueYRoDRlcuu I I 2MY/97

Rrr/sADo - Rw I Huco c. HoYos | | 2lÁAY/97

APRoBADO - APPR I HUGo c. HoYos zu|/stPROPIITARIO - OWN

ESCATA - scALE T DIBUJo f'lo. - DWG No l Ho'Ln-sHrrr I REV 0SIN-ESCALAI PL-PR-os i soe'g @

CAMPANAS PARA TROMTAS

CUADRO DE DIMENSIONEsNOMBRE A B C t

TROMPO No 1 1 20o 55 127 6(

TROMPO No 19 300 180 127 6

TROMPO No 20 300 180 127 f^\

NOTA: DIMENSIONES EXPRESADAS I

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lElol +ooloT65¡loTo5ol\¡ MILIMETROS

CORPORACION UN]VERSITARIAAUTO].JOT{A DE OCCIDEI{TE

DIStrÑO DE UNT SISTEMA DE EXTRACCIONY RECOLECCIOI{ DE MATERIAL VOLATILPRODUCIDO EN EL TRABAJO DE LA N{ADERA

DISCRIPCION : I 7\DtscRrPTloN l-fi +-}FCAMPANAS PARA TROMPOS I Y

NOMBRT I MAT. No.NA¡/t I REG. No.

FECHA IR¡¡NDATE I stct'l

orslñ¡oo - ors I ptHtt-t¡ Y RoDRlqJEz 2MAY/97

DtsTrJADO-DRAIletNltlAYRoDRlqJEzl i2MAY/97ffiHUGo c. HoYos i I zt¡ilY/s7

APROBADO - APPR I HUGO C. HOYOS ZMAY/97

PROPIEIARIO - O\I/N

ESCALA - scALE I olaulo No. - DWG No'I

S|N-ESCALA I PL-PR-06HOJA-SHEIT I REV. 0

6 DE 9 lnncH.cno,TESlS6.DWG

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O RTADO R

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PTRANSClCLON PARA NE J

NOTA: DIMENSIONES EXPRESADAS EN t'¿ILIMETROS

MATICO

C ORP ORACIOI{ LTI{IVERSITARIAAUTOI\OMA DE OCCIDENTE

DIStrÑO DE UJ\T SISTtrMA DE EXTRACCIONY RECOLECCION DE MATERIAL VOLATILPRODUCIDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

35t:fiffi'o* ' crcLoN pARA TRANSpoRTADOR

NEU MATICO @N0fvlBRE

NAt',1E

N4AT. No.RtG. No.

FECHA I FlRtvlADATE I stct't

DISIÑADO - DES PINII.IA Y RODRIGUZ ?MAY/97

DIBUJADO _ DRAFI PINII.I.A Y RODRNUEZ 2MAY/97

REVISADO - REV HUGO C. HOYOS 2MAY/97

APROBADo - APPR I HUGo c. HoYos 2t/. Y/97

PROPIETARIO - OWN

ESCALA _ SCALT

SIN_ESCALA

DIBUJO f'lo. - DV/G Nlc.

PL_ P R_ 07HOJA-SHEET

7DE9

REV. 0ARCH.CAD:TESIST.DWG

II-oi'1| 2.62

0.3

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CENTRO DEPRODUCCION No 1

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LOCALIZACION MAQUINAS EN LOS CENTROS t

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NOTA: DIMENSIONES EXPRESADAS EN METROS

CORPORACIOI{ U\IIVERSITARIAAUTONOMA DE OCCIDENITE

DISEÑO DE UN SISTEMA DE EXTRACCIO}{Y RtrCOLtrCCION Dtr MATERIAL VOLATILPRODUCIDO EN EL TRABAJO DE LA MADERA

3,1?:il1:'o* ' LOCALIzACI0N MAQUINAS tN L0s

CENTROS DI PRODUCCION @NOMBRE

NAMTMAT. NO I FEC¡A I FIRMA

REG r.ro. I orrr I slct'¡

ffitluvnoontcurz | | 2MAY/97

ffiNrLl¡yRoDRtGUEz I I 2M^Y/s7

RrvrsA¡o - Rtv I Huco c. HoYos Ir Y/97

APRoBADo - APPR I Huco c. HoYos aMAY/97

PROP |ARIO _ OWN

rsc¡L¡ - sc¡Lr I olau¡o No. - DWG No I HoJA-sHrET I REV 0

1:12.5 I PL-PR-08 i 80Ee lnncHcAD:rESlSs.DWG

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