Trabajo de Ventiladores Final

VENTILADORES

Grupo de horario: 02T Docente: Ing. ING. MARIO ALBERTO GARCÍA PÉREZ

Resumen Cuando se desea, desplazar aire de un espacio es necesario aportar energía para vencer las pérdidas de carga del sistema. En la gran mayoría de los casos el aporte de energía proviene de máquinas denominadas ventiladores ; este tipo de ventilación se le denomina ventilación forzada o mecánica. Los ventiladores son las máquinas más usadas para producir el movimiento del aire en la industria. Su funcionamiento se basa en la entrega de energía mecánica al aire a través de un rotor que gira a alta velocidad y que incrementa la energía cinética del fluido, que luego se transforma parcialmente en presión estática.

1. Introducción: El ventilador eléctrico fue inventado en 1882 en Estados Unidos de América por el señor Schuyler S. Wheeler; Pero anteriormente se utilizaban otras ventiladores, es decir dispositivos mecánicos que agitaban o movían el aire como por ejemplo: hojas de árbol, pedazos de cartón, etc.. En el 2000 a.c un mercader de Babilonia creo su propio acondicionamiento de aire, cuando se ponían al sol, sus criados rosiaban con agua el suelo y las paredes de su habitación de modo que el agua se evaporara y aliviara el calor .

Ventilador Punkah

En 1882 el señor Shuyler S. Wheeler inventó el primer ventilador a cuerda.

Cuando se desea, desplazar aire de un espacio es necesario aportar energía para vencer las pérdidas de carga del sistema. En la gran mayoría de los casos el aporte de energía proviene de máquinas denominadas ventiladores ; este tipo de ventilación se le denomina ventilación forzada o mecánica. Lo objetivos que se verán en el siguiente trabajo son de conocer y aprender sobre la funcionalidad , importancia , uso en la industria y caracteristicas del ventilador . Tambien se vera el uso apropiado para situaciones de difentes necesitades en la industria donde se necesitara un ventilador

2. Marco Teórico: Es una turbomáquina hidráulica generadora para gases, esencialmente es una bomba de gas de líquido. Que absorbe energía mecánica y restituye energía a un gas, generalmente aire. Aunque los gases son fácilmente compresibles, las velocidades de paso y los cambios de pr esión habidos a través de los ventiladores son lo bastante pequeños como para no afectar significativamente a la densidad, por lo que podemos considerar que el flujo es incompresible .  Al considerar que el flujo del ventilador  es incompresible ; por lo tanto la teoría y funcionamiento del ventilador será idéntica a la de la bomba. Caso contrario si el gas ha de considerarse compresible, la máquina ya no sería un ventilador sino turbocompresor . La línea de separación entre el ventilador y compresor es convencional.  Antiguamente se decía que si Δp ≤ 1.000 mm de columna de agua, el efecto de la compresibilidad podría despreciarse y la maquina era un ventilador. Este límite sigue siendo válido para los ventiladores industriales de poca calidad, en que no se busca un rendimiento grande, sino un precio reducido; pero al crecer las potencias de los ventiladores con el desarrollo de las técnicas de ventilación, refrigeración y aire acondicionado, en los ventiladores de calidad dicho límite hay que establecerlo más bajo. Convencionalmente podemos establecer: Maquinas de poca calidad:  Δp ≤ 100 mbar, ventilador  Δp > 100 mbar, turbocompresor

Maquinas de alta calidad:  Δp ≤ 30 mbar, ventilador  Δp > 30 mbar, turbocompresor

Como las bombas, la energ ía es pecífica que un ventilador puede transmitir al gas es dependiente de la cantidad de gas circulante por unidad de tiempo, que en general puede oscilar desde 0 hasta un valor máximo. En el caso de los ventiladores esa energ ía es pecífica se suele expresar en términos de energía por unidad de volumen de fluido , es decir, en unidades de presi ón, designándose a dicha energía específica como  pres ión total del ventilador .

Por otro lado también la energía consumida por el ventilador y su rendimiento son función del caudal en circulación. La representación gráfica de la presión total, la potencia consumida y el rendimiento en función del caudal constituyen las llamadas curvas características del ventilador, y suelen ser aportadas por los f abricantes en sus catálogos, pues reúnen la información básica para determinar las magnitudes de operación de la máquina en una determinada instalación.

2.1

Partes de los Ventiladores:

Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento, generalmente eléctrico, con los dispositivos de control propios de los mismos: arranque, regulación de velocidad, conmutación de polaridad, etc. y un propulsor giratorio en contacto con el aire, al que le transmite energía. Este propulsor adopta la forma de rodete con álabes, en el caso del tipo centrífugo, o de una hélice con palas de silueta y en número diverso, en el caso de los axiales. El conjunto, o por lo menos el rodete o la hélice, van envueltos por una caja con paredes de cierre en forma de espiral para los centrífugos y por un marco plano o una envoltura tubular en los axiales. La envolvente tubular puede llevar una reja radial de álabes fijos a la entrada o salida de la hélice, llamada directriz, que guía el aire, para aumentar la presión y el rendimiento del aparato.

1) HÉLICE: Son las que se encargan de producir la corriente de aire fría o caliente, girando a altas o bajas velocidades. Estas se encuentran fabricadas principalmente de materiales como aluminio o pasta que son perfectos, ya que son capaces de soportar las diferentes presiones del aire, y no romperse

3) FLECHA O EJE que conecta la turbina al motor por medio de algún tipo de transmisión mecánica, normalmente poleas y bandas o cople flexible.

2) CARCAZA: es estacionaria y que guía el aire hacia y desde el impulsor transformando energía cinética a estática. 4) RODAMIENTOS, que permiten la rotación del eje y turbina con una mínima perdida por fricción

5) BASE, sobre la cual están apoyados todos estos elementos. 6) MOTOR: Es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas

Tambien tenemos :

Cojinetes: Encargados de sostener el eje. Estos no se encuentran en los ventiladores de techo, de mesa de piso y de pared.

Eje central o rotor: Hecho principalmente de metal, es el encargado de sostener las hélices y de transferir la energía de la bobina a las hélices, para que roten.

Tarjeta de velocidades: Se encarga de dejar pasar la corriente al motor del ventilador mediante unos reguladores de velocidad (por ejemplo: botones, interruptores eléctricos etc.

2.2 Clasificación de los Ventiladores: Los ventiladores están clasificados por distintas características en su funcionamiento y geometría, a continuación se presentan las clasificaciones más utilizadas:

2.2.1 Por la diferencia de presión estática. Se refiere al rango de presiones con el cual se trabajan los ventiladores y son agrupados de la siguiente forma:

Baja presión

Media presión

∆ < 90

90 < ∆ ≤ 180

 Alta presión

180 < ∆ ≤ 300

2.2.2 Por el tipo de sistema de accionamiento: Se refiere al método utilizado para poner en marcha al ventilador: -Accionamiento Directo. Cuando el motor eléctrico tiene el eje común, o por prolongación, con el del rodete o hélice del ventilador.

-Accionamiento Indirecto por transmisión. Como es el caso de transmisión por correas y poleas para separar el motor de la corriente del aire

2.2.3 Por el modo de trabajo: Como se ha mostrado, los ventiladores han llegado a clasificarse de varias manetas pero la clasificación más importante o utilizada es según la geometría de su rotor y por tanto según la trayectoria del flujo. Puede clasificarse según la siguiente forma:

a) Ventiladores Centrífugos: Para esta clase de ventiladores, el flujo de salida es perpendicular al flujo de entrada. Los ventiladores centrífugos pueden ser de los siguientes tipos:

a) Rodete con álabes curvado hacia adelante (2  > 90º )

b) Rodete con álabes rectos radiales (  = 2  = 90º )

Es un rotor apto para caudales altos y bajas presiones. Para un mismo caudal y un mismo diámetro de rotor gira a menos vueltas con menor nivel sonoro. Se les conoce también como ventiladores tipo sirocco. Estos ventiladores necesitan poco espacio, baja velocidad periférica y son silenciosos. Se utiliza en instalaciones de ventilación, calefacción y aire acondicionado de baja presión y alto caudal y operan con baja eficiencia.

Es el diseño más sencillo y de menor rendimiento. Es muy resistente mecánicamente, y el rodete puede ser reparado con facilidad. Empleado básicamente para instalaciones industriales de manipulación de materiales. Se le puede aplicar recubrimientos especiales anti-desgaste

c) Rodete con álabes curvados hacia atrás (2  < 90º )

d) Rodete con álabes de perfil alar o de tipo Airfoll.

Rotor de álabes rectos o curvados inclinados hacia atrás. Puede girar velocidades altas y poseen medianas eficiencias. Se emplea para ventilación industrial, calefacción y aire acondicionado. También puede ser usado en aplicaciones industriales, con ambientes corrosivos y/o bajos contenidos de polvo y presentan buena eficiencia.

Similar al anterior pero con álabes de perfil aerodinámico. Es el de mayor rendimiento dentro de los ventiladores centrífugos. Es auto limitante de potencia. Es utilizado generalmente para aplicaciones en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado y aplicaciones industriales con aire limpio. Con construcciones especiales puede ser utilizado en aplicaciones con aire sucio.

e) Rodete de álabes de punta radial (Radial tip)

Son rotores de álabes curvados hacia delante con salida radial. Son una variación de los ventiladores radiales pero con mayor rendimiento debido a que el ángulo de ingreso es menor de 90º. Son aptos para trabajar con álabes antidesgaste y son autolimpiantes. La potencia aumenta de forma continua el aumento del caudal.

b) Ventiladores Axiales: Este tipo de ventiladores mueven grandes caudales con incrementos de presión estática baja .Pueden ser de los siguientes tipos: -Tipos Hélice -Tipo tubo axial: Es una envolvente, dan mayores presiones y generan mucho ruido.

c) Ventiladores Transversales: La trayectoria del flujo de aire en el rodete es normal al eje tanto a la entrada como a la salida.

d) Ventiladores Helicocentrífugos: Son ventiladores intermedios entre los centrífugos y los axiales, en ellos el aire entra como en los helicoidales y sale como en los centrífugos. Esta clasificación muestra solo algunas de las más importantes clases de

ventiladores y más utilizados.

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

Apreciación critica El trabajo, realizado nos ayuda reconocer un ventilador, de un compresor. Y abarcando más en el estudio de los ventiladores. La compresibilidad puede o no afectar al diseño de la máquina y repercutir o no en la aplicación de las fórmulas.

Conclusiones - Los ventiladores son una máquina hidráulica, ya que nunca se refrigera porque al ser la compresión pequeña (teóricamente despreciable) es gas no se calienta. Tiene una gran importancia para la ventilación de l as salas de trabajo y reuniones  Así como de minas, túneleS y barcos, para exhaustacion de humos, aire con alto contenido de polvo,el secado en procesos industriales ; para refrigeración y acondicionamiento de aire. -Existes 2 grandes grupos de tipos de ventiladores como son los axiales y centrifugos , con características y usos que varian según el tipo de ventilador que necesitemos .

BIBLIOGRAFIA https://nakomsa.com/esp/menu/4/ayuda/90/funcionamiento-de-un-ventilador-axial-ycentrifugo VARGAS_JULIO_VENTILADOR_CENTRIFUGO%20(2).pdf- ESTUDIO TEORICO-EXPERIMENTAL DE UN VENTILADOR CENTRIFUGO DE ALABES RECTOS RADIALES DEL LABORATORIO DE ENERGIAPUCP http://elventilador-nsspa-94.blogspot.pe/2010/09/partes-del-ventilador.html