UNIDAD 3 VENTILADORES 2014A.ppt

7/22/2019 UNIDAD 3 VENTILADORES 2014A.ppt

1/35

SISTEMAS Y MQUINASDE FLUIDOS

UNIDAD 3.VENTILADORES

CURSO 2014A


2/35

3. Ventiladores3.1. Clasificacin y principio de operacin de

los ventiladores.3.2. Campo de aplicacin de los diferentestipos de ventiladores.3.3. Clculo y seleccin de ventiladores.3.4 Proyecto de aplicacin.


3/35

Definicin de los ventiladoresUn ventilador esencialmente es una bomba de gas en vez deliquido. Por tanto:Ventilador es una turbomquina hidrulica generadora paragases.

Lquidos poco compresibles.Gases muy compresibles.La compresibilidad puede o no afectar al diseo de lamquina.

Por lo tanto, s i e l gas no p uede consid erarse incom presible ,las formulas desarrolladas para las bombas no sernaplicables a los ventiladores.Si el gas puede con siderarse incom presible , la mquina se

llama ventilador y si el gas ha de considerarse compresible,la mquina se llama turbocompresor.


4/35

3.1. Clasificacin y principio de operacin delos ventiladores.


5/35

Convencionalmente podemos establecer:

Maquinas de poca calidad: ventilador mbar p ,100 esor turbocompr mbar p ,100

Maquinas de alta calidad: ventilador mbar p ,30 esor turbocompr mbar p ,30


6/35

Ventilador y Turbocompresor

Vent i lador. Es la turbomquina que absorbe

energa mecnica y restituye energa a un gas,comunicndole un incremento de presin tal que elinflujo de la compresibilidad puede despreciarse.

Turbocompresor. Es la turbomquina, anloga a laanterior, pero que comunica al gas un incrementode presin tal que el influjo de la compresibilidadno puede despreciarse.


7/35

Consideraciones para el clculoEn resumen:

En el clculo y funcionamiento del ventilador el gas sesupone incompresible.En el clculo y funcionamiento del compresor el gas sesupone compresible.El ventilador es una mquina hidrulica.

El compresor es una mquina trmica.El ventilador nunca se refrigera porque al ser la compresinpequea (tericamente despreciable), el gas no se calienta.El compresor con mucha frecuencia es refrigerado.


8/35

Vent i ladores de:

Baja presin: Presin total desarrollada inferiora 10 mbar,Media presin: Presin total desarrolladasuperior a 10 e inferior a 30 mbar,Alta presin: Presin total desarrollada superiora 30 e inferior a 100 mbar. (En estos ltimos elefecto de la compresibilidad ya es apreciable.)Esta clasificacin es meramente convencional.

Clasificacin segn la presin totaldesarrollada


9/35

Clasificaci

n seg

n la direcci

n del flujo

Ventilador centr fugoSirocco de baja presi n

Ventiladores centr fugos (1): Se adaptan alos tres tipos; de baja, media y altapresi n.Los de baja presi n a veces son de tipoSirocco o de tambor.Presi n: 5 mbar.Rodete: Tipo de tambor.Q = 8.000 m /h.n = 720 rpmD2 = 500 mm.

Alabes: Curvados hacia delante ( 2 > 90

).La Embocadura de entrada es una toberade perfil aerodin mico para reducirp rdidas.

Secci n transversal de la caja espiral,construida de chapa reforzada conangulares, es rectangular; el rodete estainstalado en voladizo. Carece deprensaestopas porque la presi n es baja.


10/35

Ventilador centrifugo de alta presin

Ventilador centrifugo de altapresin.

Los de alta presi n:Presi n: 70 mbar.Q = 16.000 m /h.n = 2.950 rpmD2 = 700mm.Alabes: Curvados hacia atr s( 2 < 90 ).

La caja espiral es de fundici n;el rodete tambi n esta instaladoen voladizo. Tieneprensaestopas, porque laspresiones son m s elevadas.


11/35

Ventilador axial de aire

Ventilador axial paraventilacin de minas.

Ventilador axial paraventilaci n de minas, conmotor el ctricorefrigerado por aire.n = 2,900 rpm.Rendimiento: 80%(elevado).Debido a ocho alabes deque consta su rodete desiluminio antideflagranteest n dise ados comoperfi l d e ala de avi n .


12/35

Ventiladores centrfugos de labes curvados

hacia delante, radiales y atrs.


13/35

Otras definiciones Ventilador. Maquina rotativa que transmite energaal fluido que circula por ella, bajo la forma deaumento de presin.

Caudal. Flujo volumtrico determinado para ladensidad del aire.


14/35

Otras definiciones Presin esttica . Presin del aire debida solo a su grado decompresin. Puede ser positiva o negativa. En el ventilador es

la diferencia entre la presin esttica de salida y la presin totala la entrada. Presin dinmica . Presin del aire debida solo a sumovimiento. La presin dinmica puede ser solo positiva. En elventilador ser la correspondiente al promedio de lasvelocidades a la salida del ventiladorPresin total. Presin del aire debida a su compresin ymovimiento. Es la suma algebraica de las presiones dinmica yesttica en un punto determinado. Por lo tanto, si el aire esten reposo, la presin total es igual a la presin esttica. En elventilador ser la diferencia entre las presiones totalesdeterminadas a la salida y a la entrada del mismo.


15/35

3.2. Campo de aplicacin de los diferentestipos de ventiladores.


16/35

Ventiladores axiales

Helicoidal

Descripcin:Ventiladores aptos para movergrandes caudales de aire con bajaspresiones. Son de bajorendimiento. La transferencia deenerga se producemayoritariamente en forma depresin dinmica.Aplicacin:Se aplica en circulacin yextraccin de aire en navesindustriales. Se instalan en paredsin ningn conducto. Utilizados conobjetivo de renovacin de aire.


17/35


Tubo axial

Descripcin:Tienen rendimiento algo superior al

anterior y es capaz de desarrollaruna presin esttica mayor. Por suconstruccin es apto para intercalaren conductos.Aplicacin:Se utiliza en instalaciones deventilacin, calefaccin y aireacondicionado que requieran altoscaudales con presin media a baja.Tambin se utiliza en algunossistemas industriales como cabinasde pintura y extraccioneslocalizadas de humos.


18/35

Ventiladores Axiales

Vane axial

Descripcin:Con diseos de palas AIRFOIL,permiten obtener presiones mediasy altas con buenos rendimientos.Las palas pueden ser fijas o dengulo ajustable.Aplicacin:Tiene aplicaciones similares a losTUBEAXIAL, pero con la ventaja detener un flujo ms uniforme y laposibilidad de obtener presionesmayores. Para una determinadaprestacin es relativamente mspequeo que el ventiladorcentrifugo equiparable.


19/35


Centrifoil

Descripcin:Se trata de un ventilador con rotorcentrifugo pero de flujo axial. Esdecir rene las ventajas delventilador centrfugo y la facilidadde montaje de un axial con elconsiguiente ahorro de espacio.Aplicacin:Las mismas aplicaciones que elventilador VANEAXIAL.


20/35

Ventiladores centrfugos

Curvadas haciaadelante

Descripcin:Rotor con palas curvadas haciaadelante, apto para caudales altosy bajas presiones. No esautolimitante de potencia. Para unmismo caudal y un mismo dimetrode rotor gira a menos vueltas conmenor nivel sonoro.Aplicacin:Se utiliza en instalaciones deventilacin, calefaccin y aireacondicionado de baja presin.


21/35


Palas radiales

Descripcin:Rotor de palas radiales. Es eldiseo ms sencillo y de menorrendimiento. Es muy resistentemecnicamente, y el rodete puedeser reparado con facilidad. Eldiseo le permite ser autolimpiante.La potencia aumenta de formacontinua al aumentar el caudal.

Aplicacin:Empleado bsicamente parainstalaciones industriales demanipulacin de materiales. Se lepuede aplicar recubrimientosespeciales anti-desgaste. Tambinse emplea en aplicacionesindustriales de alta presin.


22/35


Inclinadas haciaatrs

Descripcin:Rotor de palas planas o curvadasinclinadas hacia atrs. Es de altorendimiento y autolimitador depotencia. Puede girar a velocidadesaltas.Aplicacin:Se emplea para ventilacin,calefaccin y aire acondicionado.Tambin puede ser usado enaplicaciones industriales, conambientes corrosivos y/o bajoscontenidos de polvo.


23/35


Airfoil

Descripcin:Similar al anterior pero con palasde perfil aerodinmico. Es el demayor rendimiento dentro de losventiladores centrfugos. Esautolimitante de potencia.Aplicacin:Es utilizado generalmente paraaplicaciones en sistemas de HVACy aplicaciones industriales con airelimpio. Con construccionesespeciales puede ser utilizado enaplicaciones con aire sucio.


24/35


Radial tip

Descripcin:Rotores de palas curvadas haciadelante con salida radial. Son unavariacin de los ventiladoresradiales pero con mayorrendimiento. Aptos para trabajarcon palas antidesgaste. Sonautolimpiantes. La potenciaaumenta de forma continua al

aumento del caudal.Aplicacin:Como los radiales estosventiladores son aptos para trabajaren aplicaciones industriales conmovimiento de materialesabrasivos, pero con un mayorrendimiento.


25/35

3.3. Clculo y seleccin de ventiladores.


26/35

FrmulasTodas las formulas de las bombas son aplicables a losventiladores, en la prctica se emplean otras que solo se

diferencian de aqullas en que en lugar de venirexpresadas en alturas vienen expresadas en presiones.Por tanto, para pasar de las formulas para las bombas alas formulas de los ventiladores, basta tener en cuenta quepara una altura cualquiera h se verifica:

Con ayuda de esta ecuacin es inmediata la construccin de latabla 1-1, que sigue:

g ph


27/35

Tabla 5.1. Formulas de los ventiladores

Formula Esta formula nos da: No deecuacin

)( 1122 uuu cucu p Incremento de presin perifrica, presin deEuler o presin terica. (Presin interna). 1.4

)222

(21

22

22

21

21

22 ccwwuu pu

Incremento de presin perifrica, presin deEuler o presin terica, pero en funcin 1w y

2w . (Presin interna).

1.5

)()(222

21

21

22 wwuu peR

Incremento de presin esttica dado al airepor el rodete.

1.6

)(2

21

22 cc pdR

Incremento de presin dinmica dado al airepor el rodete.

1.7


28/35


u

eR

p p

Grado de reaccin. 1.8

intr utot p p p Incremento de presin total til del

ventilador, esto es la energa neta quegan el aire y se tiene a la salida delventilador.

1.9

)()(2

)( 22 E S E S E S tot z z g vv p p p

Incremento de presin total til delventilador, esto es la energa neta quegan el aire y se tiene a la salida delventilador.Primer termino : Incremento de presinesttica.Segundo termino : Incremento de presindinmica.Tercer termino : Se desprecia.

1.10

rira A Z tot p p p p p (2) Incremento de presin total til delventilador, esto es la energa neta quegan el aire y se tiene a la salida delventilador.

1.11


29/35


u

tot h p

p Eficiencia hidrulica.

1.12

uiei pqqQ P )( Potencia interna. Esto es, potencia mecnicaconvertida a potencia hidrulica.

1.13

tot pQ P Potencia til. Esto es, potencia total del aire alsalir del ventilador.

1.14

mhv

tot

a

pQ P

Potencia de accionamiento. Esto es, potencia

absorbida por el ventilador del motor que lomueve.

1.15


30/35


31/35

Clculo y seleccin

En el s iguiente diagrama se muestra la dis t r ibucin de potencia de un vent i lador:

Pa Potencia absorbida por elventilador del motor que lo mueve.

Pi = Pu Potencia Interna es la potenciamecnica convertida a potenciahidrulica

P = Ptot Potencia total del aire al salirdel ventilador


32/35

Clculo y seleccin

Diagrama que muestra ladireccin de la velocidad absolutadel aire al entrar y salir de lasaspas del ventilador.

Diagrama de velocidades en las aspas de un ventilador:


33/35

Clculo y seleccin

En este diagrama se muestra una aspa con ladireccin de la velocidad absoluta siendo:

c1 Velocidad absoluta del aire a la entrada del aspa.u1 Velocidad tangencial o perifrica de los alabes en elpunto de entrada.w1 Velocidad relativa del aire en direccin del aspa al

entrar al aspa.c2 Velocidad absoluta del aire a la salida del aspa.u2 Velocidad tangencial o perifrica de los alabes en elpunto de salida.w2 Velocidad relativa del aire en direccin del aspa alsalir del aspa.

Diagrama de velocidades en las aspas de un ventilador:


34/35

Clculo y seleccin

Triangulo de velocidad d e entrada:

Diagrama d e velocidades a la entrada del aspa:

mc1 Componente normal o radial de la velocidad absoluta

de 1c .

uc1 Componente tangencial o perifrica de la velocidad

absoluta de 1c .

1 Angulo entre

1c y

1u .

1 Angulo de los labes a la entrada del aspa.


35/35

Clculo y seleccin

Triangu lo de velocidad d e sa l ida:

Diagrama d e velocidades a la s a l ida del aspa:mc 2 Componente normal o radial de la velocidad absoluta

de 2c .

uc 2 Componente tangencial o perifrica de la velocidad

absoluta de 2c .

2 Angulo entre 2c y. 2u

2 Angulo de los labes a la salida del aspa.

Documents

UNIDAD 3 VENTILADORES 2014A.ppt