7/17/2019 Ventiladores
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1:
Ventiladores
Contenido
Introducción....................................................................................2
Desarrollo.......................................................................................4
Aplicación.....................................................................................14
Bibliografía...................................................................................16
IntroducciónLos ventiladores se utilizan para producir corrientes de aire ue se !anipulan
para neutralizar " eli!inar la presencia de calor# polvo# $u!o# gases#
condensaciones# olores# etc.# ta!bi%n se los ocupa en secadores# torres de
enfria!iento# a"uda a la co!bustión en $ornos# transportación# o ventilación
en los lugares de traba&o# ue puedan resultar nocivos para la salud de los
traba&adores. 'uc$as de estas partículas disueltas en la at!ósfera no pueden
ser evacuadas al e(terior porue pueden da)ar el !edio a!biente.
*n esos casos surge la necesidad# de reciclar estas partículas para dis!inuir
las e!isiones nocivas al e(terior# o en su caso# proceder a su recuperación
para reincorporarlas al proceso productivo. *llo se consigue !ediante un
euipo adecuado de captación " +ltración. ,eg-n sean las partículas# sus
co!ponentes " las cantidades generadas e(igen soluciones t%cnicas
especí+cas.
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2:Los siste!as de ventilación industrial pueden ser
Ventilación estática o natural: !ediante la colocación de e(tractores est/ticos
0ventiladores a(iales situados en las cubiertas de las plantas industrialesaprovec$an el aire e(terior para ventilar el interior de las naves industriales "
funcionan por el efecto enturi 03rincipio de Bernoulli.
Ventilación dinámica o forzada: se produce !ediante ventiladores e(tractores
colocados en lugares estrat%gicos de las cubiertas de las plantas industriales.
uando la concentración de un agente nocivo en el a!biente del puesto de
traba&o supere el valor lí!ite a!biental los traba&adores tienen ue utilizar los
euipos de protección individual adecuados para proteger las víasrespiratorias.
*ntre las funciones b/sicas para las !/uinas co!o instalaciones o procesos
industriales# la ventilación per!ite controlar el calor# la transportación
neu!/tica de productos# la to(icidad del aire o el riego potencial de e(plosión.
Desarrollo
¿QUÉ ES VENTILACIÓN?
,e deno!ina ventilación al acto de !over o dirigir el !ovi!iento del aire para
un deter!inado propósito.
La ventilación se re+ere al con&unto de tecnologías ue se utilizan para
neutralizar " eli!inar la presencia de calor# polvo# $u!o# gases#
condensaciones# olores# etc. en los lugares de traba&o# ue puedan resultar
nocivos para la salud de los traba&adores. 'uc$as de estas partículas
disueltas en la at!ósfera no pueden ser evacuadas al e(terior porue pueden
da)ar el !edio a!biente.
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3:*n esos casos surge la necesidad# de reciclar estas partículas para dis!inuir
las e!isiones nocivas al e(terior# o en su caso# proceder a su recuperación
para reincorporarlas al proceso productivo. *llo se consigue !ediante un
euipo adecuado de captación " +ltración. ,eg-n sean las partículas# sus
co!ponentes " las cantidades generadas e(igen soluciones t%cnicas
especí+cas. Los siste!as de ventilación industrial pueden ser
• entilación est/tica o natural !ediante la colocación de e(tractores
est/ticos 0ventiladores a(iales situados en las cubiertas de las plantas
industriales aprovec$an el aire e(terior para ventilar el interior de las
naves industriales " funcionan por el efecto enturi 03rincipio de
Bernoulli.
• entilación din/!ica o forzada se produce !ediante ventiladores
e(tractores colocados en lugares estrat%gicos de las cubiertas de las
plantas industriales. uando la concentración de un agente nocivo en el
a!biente del puesto de traba&o supere el valor lí!ite a!biental los
traba&adores tienen ue utilizar los euipos de protección individual
adecuados para proteger las vías respiratorias.
*ntre las funciones b/sicas para las !/uinas co!o instalaciones o procesos
industriales# la ventilación per!ite controlar el calor# la transportación
neu!/tica de productos# la to(icidad del aire o el riego potencial de e(plosión.
¿QUÉ ES UN VENTILADOR?
o!o ventilador# es una !/uina rotativa ue pone el aire# o un gas# en
!ovi!iento. 3ode!os de+nirlo co!o una turbo5!/uina ue trans!iteenergía para generar la presión necesaria con la ue !antener un u&o
continuo de aire.
7n ventilador consta en esencia de un !otor de acciona!iento# general!ente
el%ctrico# con los dispositivos de control propios de los !is!os arranue#
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4:regulación de velocidad# con!utación de polaridad# etc. " un propulsor
giratorio en contacto con el aire# al ue le trans!ite energía.
A pesar de ue no e(iste convenio alguno universal!ente adoptado8 losventiladores pueden subdividirse en cuatro grupos
1. entiladores de ba&a presión $asta una presión del orden 299 '!. c agua0ventiladores propia!ente dic$os.
2. entiladores de !edia presión entre 299 " :99 '!. c agua 0soplantes.
;. entiladores de alta presión entre :99 " 2<99 '!. c agua 0turbo a(iales.
4. entiladores de !u" alta presión# !a"or a 2<99 '!. c agua
0turboco!presores.
CLASIFICACIÓN DE LOS VENTILADORES
Los ventiladores pueden ser
• entrífugo• A(ial
VENTILADORES CENTRÍFUOS!
*ste tipo de ventilador pueden ser de ba&a# !edia# " de alta presión8 la
e!bocadura de entrada es una tobera de per+l aerodin/!ico con lo cual se
puede reducir las p%rdidas. ,e lla!a ventiladores centrífugos a las !/uinas
para el !ezclado de gases puros con !ateriales sólidos !enudos ue poseen
un grado de elevación de la presión no !a"or de 1.1< 3ascales. on ladensidad de 1.2 =g>!; .
*l índice característicos de los ventiladores centrífugos es la elevación de
presión a cuenta del traba&o de# la fuerza centrifuga ue se desplazo en la
rueda de traba&o $acia la peri ferie.
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5:Al elevar insigni+cante!ente la presión del gas se puede despreciar la
variación de su estado ter!odin/!ico. 3or esta razón a ese tipo de ventilador
se les puede aplicar la teoría de la !/uina para el !edio inco!prensible.
Los ventiladores centrífugos est/n a!plia!ente divulgados en la industria# la
econo!ía para la ventilación de los edi+cios# la aspiración de sustancias
nocivas en los procesos tecnológicos# en las instalaciones ter!o energ%ticas#
en su!inistro de aire a la ca&a de fuego de las calderas# el !ezclado de
co!bustible# " la aspiración de los gases.
CLASIFICACI! "# L$S V#!%ILA"$&#S C#!%&'F()$S "# AC(#&"$ A LA
F$&*A "# +LA,#S-
,e clasi+can en
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:
'AIE7D*, AFAE*FG,EIA, H *3E, J7DA'*EAL*,
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:Los ventiladores se e!plean para producir presiones peue)as " !edias# pero
los vol-!enes i!pulsados pueden ser !u" grandes. ,uelen lla!arse
soplantes cuando la presión e(cede de unos 1<99 !l. De colu!na de agua#
pero no $a" ning-n acuerdo establecido ni en cuanto a deno!inaciones ni en
lo ue se re+ere a los valores li!ites de presión.
Los funciona!ientos b/sicos ue caracterizan del aire son
• Ca#dal$ *s el volu!en de gas i!pulsado en la !itad de tie!po " se
!ide $abitual!ente en > !in. *l caudal ue circula por un conducto " la
velocidad de circulación est/n ligadas por la e(presión K? v ( s#
donde K es el caudal en > $ora# v es la velocidad del aire en !>seg # " s#
es el /rea de la sección del conducto en !2.
• %resi&n Est'ti(a$ *s la presión ue circula en una tubería ue e&erce
seg-n el sentido $orizontal a la pared de la tubería. *s la ue !edir/ un
!anó!etro ue se desplaza con la corriente de gas# ósea la presión del
gas en la boca de la salida del ventilador independiente!ente del
estado de su !ovi!iento.
• %resi&n Din')i(a$ *s la presión euivalente a la energía cin%tica ue
posee un gas al desplazarse de un punto a otro. *s la presión
procedente del !ovi!iento del gas.
• %resi&n Total$ *s la su!a de la presión est/tica " la presión din/!ica.
• Rendi)iento$ *s la potencia utilizable producida por el ventilador
dividida por la potencia absorbida# es decir# por los = consu!idos.
%RINCI%IO DE O%ERACIÓN
7n e&e!plo corriente de ventilador a(ial es el típico ventilador de sobre!esa.
La deno!inación Ma(ialM deriva del $ec$o de ue el aire ue pasa a trav%s del
ventilador no ca!bia de dirección " u"e en paralelo al e&e del ventilador. Los
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1:ventiladores a(iales suelen e!plearse cuando los reuisitos de u&o son
elevados " la necesidad de presión es ba&a.
Las palas de un ventilador a(ial funcionan de una for!a si!ilar a las alas deun avión. o obstante# !ientras en las alas la fuerza de sustentación act-a
$acia arriba# levant/ndolas " soportando el peso del avión# un ventilador a(ial
est/ en una posición +&a " $ace ue el aire se !ueva.
Las palas de los ventiladores a(iales suelen ser aerodin/!icas en la sección
transversal. 3ueden tener una posición +&a o rotar alrededor de su e&e
longitudinal. *l /ngulo de las palas respecto al u&o de aire# ta!bi%n lla!ado
paso# puede ser +&o o a&ustable. *l ca!bio del paso o /ngulo de las palas esuna de las principales venta&as de un ventilador a(ial. 7n /ngulo de paso
reducido generar/ un u&o reducido# " el incre!ento del paso conllevar/ un
u&o !a"or.
Los ventiladores a(iales !/s so+sticados pueden ca!biar de paso estando en
funciona!iento# de for!a si!ilar al rotor de un $elicóptero# lo ue les per!ite
alterar el u&o en consonancia. 3or eso se les deno!ina ventiladores a(iales
de paso variable.
Fi*! + alas del entilador a6ial-
La presión de operación es la su!a de la presión total " la presión velocidad
del gas a la salida del ventilador. Las tablas de operación de ventiladores#
general!ente se encuentra referidas -nica!ente a la presión est/tica8
i!portante tener presente esta consideración cuando se realiza la selección
de un ventilador.
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11:La presión total de un ventilador se de+ne co!o
Donde
3 E? 3resión total del ventilador ,-.
La presión de operación de un ventilador se de+ne entonces por la e(presión
Donde
3*? 3resión est/tica del ventilador o presión de operación.
,ustitu"endo la ecuación de ue se encuentra en la introducción se tiene
,i!pli+cando t%r!inos se obtiene la ecuación +nal
Las anteriores presiones se deter!inan e(peri!ental!ente " se debe tenerespecial cuidado en los signos "a ue por lo general %E SALIDA es general!entepositiva# %EENTRADA es general!ente negativa " la 3 es sie!pre positiva.
La cabeza o presión del ventilador e(presa co!o
,/.
Donde
C?abeza del ventilador en 0!
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12:La cabeza del ventilador se relaciona con la potencia su!inistrada al uidopor la e(presión
,0. Donde
C3?3otencia del ventilador o energía su!inistrada al uido.
!?asto !/sico.
C?abeza del ventilador.
La e+ciencia de la !a"oría de los euipos para !over uidos se deter!inapor
,1.
Donde
N ? es la eficiencia del euipo
BC3? es la potencia al frenado 0energía su!inistrada al euipo.
Aplicación en 'ecatrónica
+! En2riado de 3ateriales
*n los procesos industriales se aplican ventiladores en el enfriado de
!ateriales# en esta ocasión nos enfocare!os en el enfriado de barras de
alu!inio.
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13:*n las e!presas dedicadas a la producción de per+les de alu!inio
e(trusionado# cuenta con un siste!a de enfriado de las barras ue salen de la
fundición. Las barras salen a te!peraturas !u" elevadas " se deben enfriar
$asta tal punto ue puedan ser !anipuladas por los operarios sin tener ue
detener la producción.
*l ob&etivo es enfriar lo !/s r/pida!ente posible para conservar todas las
propiedades de dureza " elasticidad del alu!inio# $asta tal punto ue cuando
la barra $a ter!inado de salir en toda su longitud# en el e(tre!o !/s ale&ado
del $orno "a $a"a!os ba&ado la te!peratura.
Al concluir el recorrido por la cinta# %sta pasa auto!/tica!ente a una
platafor!a deslizante al +nal de la cual se cortar/ a las !edidas ue sea
necesario " deber/ estar a una te!peratura !/(i!a para per!itir ser
!anipulada por operarios euipados con guantes protectores.
3or la construcción de la instalación# %sta tiene dos zonas clara!ente
de+nidas
4ONA A!5 *s la ue se corresponde a la cinta transportadora a la salida del
$orno " la ue reuiere una !a"or concentración de aire para ba&ar la
te!peratura al +nal de la !is!a. 3ara conseguir este efecto se instalan a la
salida del $orno 4 ventiladores tubulares con una co!binación de gran caudal
" presión a los cuales se les euipa con unas bouillas a la salida ue
concentran un gran caudal de aire directa!ente sobre la barra de alu!inio.
3ara lo se instalan otros cuatro ventiladores tubulares de gran caudal# pero en
este caso sin bouillas para crear una corriente envolvente alrededor de labarra. 3ara co!pletar el soplado sobre toda la super+cie de la !is!a# por
deba&o de la cinta transportadora se instala un siste!a de ventilación en el
ue a trav%s de un conducto con aberturas e i!pulsado por un ventilador
centrífugo# se sopla aire de aba&o arriba para enfriar la base de la barra.
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14:
4ONA 6
*n esta zona# ue es una platafor!a deslizante en la cual las barras no
circulan en sentido longitudinal sino transversal# se instalan dos baterías de
ventiladores soplando de aba&o arriba# una en sentido opuesto a la circulación
de las barras " la otra en el !is!o sentido# para incidir sobre cada una de las
caras laterales " sobre la base.
*n este punto# "a en el ob&etivo se)alado# pero co!o !e&ora# al +nal de la
platafor!a " antes de llegar a la zona de corte# se instala un ventilador
centrífugo de !edia presión con cuatro bouillas para soplar en el interior de
las barras " liberar el calor latente ue pudiese uedar dentro de las !is!as
consiguiendo reducir la te!peratura a casi la !itad.
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15:
Bibliografía
• $ttp>>.ecured.cu>inde(.p$p>entiladoresOindustriales• $ttp>>.soler5palau.!(>ventiladores2.p$p• $ttp>>.soler5palau.!(>Jor!acion5<b.p$p• $ttp>>.c$iblosa.co!.ar>spanis$>$erra!ientas>teoriaOdeOlosOventilad
ores.$t!• $ttp>>dspace.unac$.edu.ec>bitstrea!>12;4<6P:Q>49;>1>JI5*II5
49A922.pdf