Ventilador Radial MARCO TEORICO
Short Description
Download Ventilador Radial MARCO TEORICO...
Description
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Universidad Particular “César Vallejo” Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica
DOCENTE: Ing. JULCA VERÁSTEGUI, Luís
Trujillo
“Máquinas Hidráulicas”
Página 1
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ÍNDICE
I.INTRODUCCIÓN
03
II.VENTILADORES
06
1.1.GENERALIDADES
06
1.2.CLASIFICACIÓN
08
A.Ventilador de Hélice
08
B.Ventilador Axial
09
C.Ventilador Centrífugo
10
a)Álabes curvados hacia adelante
11
b)Álabes de salida radial
11
a)Álabes curvados hacia atrás
12
II.VENTILADORES RADIALES
15
QUÉ ES UN VENTILADOR RADIAL
15
2.1.CIRUCLACIÓN DE AIRE
16
2.2.CURVAS CARACTERÍSTICAS
18
2.3.PUNTO DE TRABAJO
23
2.2.CURVAS CARACTERÍSTICAS
18
2.3.FORMULACIÓN
25
2.4.PARTES
27
III.BIBLIOGRAFÍA
“Máquinas Hidráulicas”
30
Página 2
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
I.INTRODUCCIÓN
La industria de los ventiladores, un tanto postergada años atrás,
despierta
creciente
uso
en
de
la
actualidad
estas
máquinas
gran en
interés
la
por
el
ventilación
de
locales de trabajo y de recreo, minas, fábricas, túneles, barcos, etc..., así como en las múltiples aplicaciones de secado,
refrigeración
y
acondicionamiento
de
aire.
La
construcción de los ventiladores se perfecciona cada vez más,
así
como
las
pruebas
y
ensayos
para
un
mejor
funcionamiento. Un método para investigar la corriente y el ruido en los ventiladores consiste en instalar imanes diminutos, que se instalan en álabes diametralmente opuestos y un transductor (fotocélula)
cuyos
impulsos
se
envían
a
un
contador
eléctrico. Corrosión y abrasión.- La corrosión que proviene solamente de la humedad, se puede controlar con pintura de buena pasta de asfalto u otra clase de pintura resistente a la corrosión. La corrosión que proviene de otros elementos, se debe tratar en cada caso particular. En la actualidad existen ventiladores de construcción total de
plástico,
generalmente
polivinilo
rígido.
La
materiales
plásticos
poliestireno
construcción data
ya
de
de muy
o
cloruro
de
ventiladores
de
antiguo;
la
en
industria química su empleo es hoy muy frecuente, para evitar
la
corrosión
que
fácilmente
se
produce
en
los
ventiladores metálicos. Otras ventajas de los ventiladores de plástico son, marcha tranquila y reducción del peso hasta alcanzar sólo el 10% del peso de un ventilador de chapa; la superficie interior del ventilador de plástico es
“Máquinas Hidráulicas”
Página 3
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
muy
poco
rugosa,
hidrodinámico
y
muy
por
tanto
favorable,
desde por
el
lo
punto que
es
de
vista
posible
encontrar un ventilador que sea más o menos resistente a las sustancias químicas más comunes. Por lo general, los fabricantes no pueden garantizar la vida de un ventilador que maneje vapores corrosivos, puesto que el grado de corrosión depende de muchos factores, tales como, la temperatura, la concentración y la presencia de otras
sustancias
que
provoquen
la
acción
del
elemento
corrosivo. La
fabricación
de
álabes
de
ventilador
axiales
de
duroplástico exige una fuerte inversión en la fabricación de las matrices para las prensas, lo cual sólo se justifica en los ventiladores pequeños por el número de piezas en serie que se fabrican. En la construcción de ventiladores se emplea un gran número de materiales termoplásticos, entre ellos el polietileno, muy utilizado en construcción soldada. Se han desarrollado procesos de fabricación especiales, en los que las carcasas se conforman de placas de material plástico en dos mitades, que se unen entre sí con pernos también de plástico; el cubo y los álabes conforman una sola
pieza;
la
llanta
fabricada de la misma manera se
suelda a los álabes. La abrasión rara vez constituye un problema serio en la ventilación. Existen diseños especiales de ventiladores, así
como
materiales
disponibles,
que
proporcionan
la
mayoría de los fabricantes, para cuando la abrasión llegue a ser un factor importante.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 4
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Temperatura.- Si las altas temperaturas ordinariamente no son un problema en la ventilación en general, hay que decir que
la
mayoría
ventiladores
de
los
fabricantes
especialmente
diseñados
pueden o
proporcionar
modificados
para
funcionar a estas temperaturas. Al fabricante hay que proporcionarle toda la información que se tenga acerca de una instalación en concreto, para así diseñar adecuadamente el ventilador que vaya a operar en las condiciones poco usuales requeridas en la misma.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 5
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
II.VENTILADORES
1.1.GENERALIDADES. Un ventilador es una máquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Se puede definir también como una turbomáquina que transmite energía para generar la presión necesaria para mantener un flujo continuo de aire. Dentro
de
una
clasificación
general
de
máquinas,
los
ventiladores son turbomáquinas hidráulicas, tipo generador, para gases. 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. Los
ventiladores
incremento
de
“Máquinas Hidráulicas”
son
máquinas
presión
destinadas total
Página 6
a
∆PTOTAL
producir
un
pequeño;
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
convencionalmente
se
fija
el
límite
∆PTOTAL
de
para
ventiladores de 1 m.c.a., o una relación de compresión, εC =1.1
Si el incremento de presión no excede el valor indicado, la variación del volumen específico del gas a través de la máquina se puede despreciar en el cálculo de la misma, por lo que el ventilador se comporta como una turbomáquina hidráulica. En la actualidad, en el diseño se tiene en cuenta
la
compresibilidad
muchos
menores,
hasta
para
0,3
incrementos
m.c.a.,
por
de lo
presión que
los
ventiladores, hasta dicho incremento de presión, se pueden diseñar y considerar como una turbomáquina hidráulica. Los soplantes o turbosoplantes son máquinas destinadas a comprimir gases en donde la relación de compresión está comprendida refrigeración
en
el
intervalo
incorporada
y
en
1.1 ≤ ε C ≤ 3 ;
general
son
no de
tienen un
sólo
escalonamiento. En los recuperadores de los altos hornos, por ejemplo, la soplante tiene que impulsar aire a una presión equivalente a la resistencia de la conducción, más la resistencia de las toberas de inyección al interior del horno, con una relación de compresión del orden de ε C = 3 , utilizándose en estas circunstancias soplantes de varios escalonamientos, en los que el aire no se refrigera, ya que posteriormente hay que precalentarle. Una clasificación orientativa de las turbosoplantes es: Soplantes de BP -----------, ε C = 1.1 a 1.5 Soplantes de MP -----------, ε C = 1.5 a 2.5
“Máquinas Hidráulicas”
Página 7
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Soplantes de AP -----------, ε C = 2.5 a 4 El número de revoluciones de las turbosoplantes varía de 3.000 a 21.000 rpm. El ventilador es una bomba rotodinámica de gas que sirve para transportar gases, absorbiendo energía mecánica en el eje y devolviéndola al gas; se distingue del turbocompresor en
que
las
variaciones
de
presión
en
el
interior
del
ventilador son tan pequeñas, que el gas se puede considerar prácticamente incompresible. De todo esto se deduce que las fórmulas relativas al diseño y
funcionamiento
de
las
bombas
centrífugas
son
de
aplicación a los ventiladores, excepto aquellas que por su naturaleza sean propias de las bombas. 1.2.CLASIFICACIÓN. Los
ventiladores
dividir
en
tres
que tipos
se
emplean
generales,
comúnmente
se
de
axiales
hélice,
pueden y
centrífugos radiales. Los ventiladores se pueden disponer con variedad de posiciones de descarga y con rotación del impulsor, ya sea en el sentido de las agujas del reloj o viceversa. Salvo raras excepciones, se pueden proporcionar para acoplamiento directo o para bandas V. A.VENTILADOR DE HELICE.- Este ventilador consiste en una hélice
dentro
dirección
de
de la
un
anillo
corriente
de
o
marco aire
es
de
montaje.
paralela
a
La la
flecha del ventilador. Se emplea para trasladar aire de un lugar a otro, o hacia el ambiente exterior, o para introducir aire fresco.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 8
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Puede manejar grandes volúmenes de aire a una presión estática baja, raramente a presiones estáticas mayores de 25 mm de c.a. Se fabrica en muchos estilos y tipos para trabajos específicos. Los
ventiladores
de
extracción
(extractores)
de
uso
normal, pueden tener desde 2 hasta 16 aspas, dependiendo ello del funcionamiento particular del ventilador. Generalmente las unidades de poco número de aspas se usan en ventiladores de baja presión y los que cuentan con un número mayor de aspas se emplean en aquellas aplicaciones que requieren presión. El ancho de las aspas, su ángulo, su velocidad axial y número de etapas, son factores todos que intervienen en el diseño y la capacidad. B.VENTILADOR AXIAL.- El ventilador axial es de diseño aerodinámico; entre, 0,05
los
÷
coeficientes
de
presión
y
oscilan
0,6, pudiendo llegar en algunos diseños
hasta 1. Este tipo de ventilador consiste esencialmente en una hélice encerrada en una envolvente cilíndrica. La adición de álabes-guía, detrás del rotor, convierte al
ventilador
tubo-axial
en
un
ventilador
axial
con
aletas guía. Puede funcionar en un amplio rango de volúmenes de aire, a presiones estáticas que van de bajas a medias y es capaz de desarrollar mayores presiones estáticas que el ventilador tubo-axial y ser más eficiente; los álabesguía, en la succión o en la descarga, o en ambas partes,
“Máquinas Hidráulicas”
Página 9
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
se han añadido para enderezar el flujo del aire fuera de la unidad. Aprovechando la conversión del componente rotativo de la corriente de aire, este ventilador puede alcanzar una presión estática más alta que el de tipo de hélice de aspas rectas, a la misma velocidad axial, y hacerlo más eficientemente. La facilidad de montaje y el flujo del aire en línea recta los hace ideales para muchas aplicaciones; por encima
de
75
a
100
mm.
de
presión
estática,
los
ventiladores axiales se usan pocas veces para servicios de ventilación. C.VENTILADOR consiste
en
CENTRIFUGO.un
rotor
El
encerrado
ventilador en
una
centrífugo
envolvente
de
forma espiral; el aire, que entra a través del ojo del rotor paralelo a la flecha del ventilador, es succionado por el rotor y arrojado contra la envolvente se descarga por la salida en ángulo recto a la flecha; puede ser de entrada sencilla o de entrada doble. En un ventilador de entrada doble, el aire entra por ambos lados de la envolvente succionado por un rotor doble o por dos rotores sencillos montados lado a lado. Los rotores se fabrican en una gran variedad de diseños, pudiéndose
clasificar,
aspas
radiales,
son
en o
general,
inclinadas
en
aquellos
hacia
cuyas
adelante,
o
inclinadas hacia atrás del sentido de la rotación. Los rotores pueden tener los tres tipos de álabes que se representan en la Figura 1, y cuyas particularidades son las siguientes:
“Máquinas Hidráulicas”
Página 10
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Figura 1.- Rodetes y triángulos de salida de los ventiladores centrífugos. a) Con álabes curvados hacia adelante; b) Con álabes de salida radial; c) Con álabes curvados hacia atrás.
a)
Alabes
curvados
hacia
adelante,
β > 90 º .-
Este
tipo es poco frecuente en las bombas centrífugas; en los ventiladores se emplea a causa del bajo nivel de ruido que presentan. Otras características son: - Gran número de álabes de 48
÷
60.
- Para una velocidad determinada caudal superior y dimensiones menores que las de cualquier otro tipo de ventilador.
÷
- Rendimiento bajo, máximo del orden de 65 lo
que
en
la
actualidad
este
tipo
de
75% por
ventilador
centrífugo tiende a ser reemplazado por los modernos ventiladores axiales. b) Alabes de salida radial,
β = 90 º .-
Tienen menor
número de álabes que los anteriores; se emplean para impulsar aire o gases sucios a elevada temperatura, gracias a la facilidad con que son eliminados los depósitos sólidos por la fuerza centrífuga.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 11
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
c) Alabes curvados hacia atrás, β < 90 º .- Es el tipo normal
de
ángulo
de
salida
en
las
bombas
centrífugas. Tienen mejor rendimiento que los anteriores, ya que si los antiguos álabes de chapa se reemplazan por los más modernos de perfil aerodinámico, se llega a alcanzar
un
rendimiento
del
orden
del
90%.
Su
presión y gasto másico son inferiores para una misma velocidad de rotación y número de álabes que en el primer tipo. El nivel de ruido es bajo. La Figura 2 muestra las formas más corrientes de la admisión de los ventiladores. - La construcción (a) es la más sencilla pero la de peor rendimiento. - La construcción (c) con una forma abocinada más aerodinámica
permite
conseguir
una
entrada
de
la
corriente en el rodete más uniforme, reduciéndose el choque a un mínimo. A veces se añade a la entrada, antes de la boca del ventilador, una caja como se muestra
en
la
Figura
3
o
conducto
de
diferentes
tipos, según lo requiera la instalación.
Figura 2.- Formas de la admisión de los ventiladores: a) Cilíndrica; b) Cónica; c) Abocinada; d) Compuesta; e) Guiada con álabes directores.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 12
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Figura 3.- Disposición de la caja de entrada o cámara de admisión de un ventilador: a) Correcta; b) Incorrecta.
Figura 4.- Formas diversas del anillo de fijación de los álabes, a) Plano; b) Cónico; c) Aerodinámico (En las formas (a) y (b) el desprendimiento de la corriente ocurre fácilmente).
La forma del anillo de fijación de los álabes puede influir en el rendimiento, como muestra la Figura 4. Sólo la forma (c) evita el desprendimiento de la corriente a la entrada, aunque
las
otras
dos
formas
son
de
construcción
más
sencilla y económica. La lengua de la caja espiral puede ser larga, corta o no existir, como se indica en el esquema de la Figura 5. Una lengua excesivamente corta es causa del aumento del ruido en los ventiladores, mientras que una lengua excesivamente “Máquinas Hidráulicas”
Página 13
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales
ESCUELA DE INGENIERIA
larga
provoca
Presión.
una
disminución
del
rendimiento.
Los
ventiladores de alta presión son en esto más sensibles a la variación del rendimiento.
Figura 5.- Cámara espiral, 1 Sin lengua; 2 Con lengua poco pronunciada; 3 Con lengua pronunciada.
Figura 6.- Colocación del difusor a la salida del ventilador, a) Correcta; b) Incorrecta; c) Difusor simétrico.
Figura 7.- Realizaciones diversas de la boca de salida del ventilador, a) A derechas; b) A izquierdas.
En la Figura 6
se presentan tres formas corrientes de la
realización del difusor y en la Figura 7 las diferentes posiciones que puede tomar la salida del ventilador. “Máquinas Hidráulicas”
Página 14
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
III.VENTILADORES RADIALES
2.1.¿QUÉ ES UN VENTILADOR RADIAL?
Figura 8: clasificación general de máquinas.
Es un ventilador centrífugo con entrada del aire axial y salida radial. Cuenta
con
Alabes
de
salida
radial,
β = 90 º .-
El
cual
tienen menor número de álabes; se emplean para impulsar aire o gases sucios a elevada temperatura, gracias a la facilidad con que son eliminados los depósitos sólidos por la fuerza centrífuga. Se utiliza en los sistemas de calefacción.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 15
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
2.1.CIRCULACIÓN DE AIRE. El aire circula por un conducto gracias a la diferencia de presión que existe entre sus extremos. Para diferencias de nivel de hasta 100 m, velocidades inferiores a 50 m/s (caso que
puede
considerarse
al
aire
como
incompresible)
y
régimen estacionario, las presiones obedecen al siguiente teorema: A.TEOREMA
DE
BERNOUILLI.-
La
expresión
analítica
del
mismo dice: La suma de la presión estática, la dinámica y la debida a la altura, es constante para todos los puntos de un filete de fluido. B.PRESIONES.-
Si
diferencia
inferior
es
el
conducto a
100
es
horizontal,
metros,
la
o
la
presión
por
diferencia de altura es cero. •
La
presión
dentro
del
estática
actúa
Pe
conducto.
Se
en
todos
manifiesta
en
sentidos el
mismo
sentido y en el contrario de la corriente. •
La presión dinámica
Pd
actúa en el sentido de la
velocidad del aire. •
La
presión
puntos
del
total
PT
filete
de
es
constante
fluido
en
todos
considerado
y
los su
expresión es: PT = Pe + Pd C.CAUDAL.- Es la cantidad de aire que circula por el conducto. Su expresión es: Q = V * S → m
3
h
En la Figura 9 se ha representado un tramo de conducto horizontal
de
aire
(considerado
sin
pérdidas,
para
simplificar), recorrido por el caudal Q (m 3 / seg .) , con la
“Máquinas Hidráulicas”
Página 16
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales
ESCUELA DE INGENIERIA
velocidad
V (m/s)
y
de
Sección
Presión. S (m 2 ) . Una
Sonda
de
Presión estática Pe y un Tubo de Prandtl nos da la Presión
Dinámica.
Las
fórmulas
de
relación
de
todos
estos parámetros se indican en la misma figura.
Figura 9: Caudal, velocidad y presiones.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 17
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
2.2.CURVA CARACTERÍSTICA. •
El ensayo de ventiladores tiene por objeto determinar la capacidad del aparato para transferir la potencia al aire que mueve.
•
El ventilador se hace funcionar a un régimen de giro constante, movidos,
tomando
según
valores
sea
la
de
diferentes
pérdida
de
carga
caudales que
debe
vencerse. •
La curva característica de un ventilador se obtiene dibujando en unos ejes de coordenadas los distintos valores
•
caudal-presión,
obtenidos
mediante
ensayo
en
un
laboratorio. •
Para
entender
mejor
el
concepto
de
curva
característica pondremos el siguiente ejemplo:
Supongamos un ventilador tubular trabajando según
indica la posición a) de la Figura 10. Al medir el caudal
de
aire
que
proporciona,
encontramos:
Q1 = 10000 (m 3 / h)
Si repetimos el ensayo empalmando un conducto de
10 m por el lado de admisión (posición b) y medimos de
nuevo
el
caudal,
nos
encontramos
con
que
ha
bajado a Q2 = 8000 (m 3 / h)
En otro ensayo, acoplamos un tubo de 50 m de
longitud (posición c), y comprobamos que el caudal ha descendido a Q3 = 5000 (m 3 / h) •
Las experiencias anteriores nos demuestran que no es suficiente
conocer
el
caudal
que
es
capaz
de
suministrar un ventilador a descarga libre (posición a),
esto
“Máquinas Hidráulicas”
es,
sin
obstrucciones,
Página 18
para
poder
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
catalogarlo.
Es
necesario conocer
qué caudales
irá
proporcionando según sean las distintas pérdidas de carga que deba vencer. •
En
la
Figura
11
tenemos
representada
una
curva
característica de un ventilador. Observemos en primer lugar en la figura curvas diferentes. Cada una de ellas representa un valor distinto y su lectura se hace
en
las
diferentes
escalas
que
están
a
la
que
da
el
izquierda de la figura. •
Tres
están
ventilador
relacionadas para
con
la
distintos
presión
caudales
(son
las
denominadas PT , Pe , Pd ). Donde:
PT = P r e s i ó nt o t a l .
Pe = Presiónestática.
Pd = Presióndinámica(debidoa la velocidad) .
•
Cumpliéndose en todo momento: PT = Pe + Pd
•
Obsérvese
que
a
descarga
libre,
es
decir cuando la Presión Estática (Pe) es nula, el ventilador da el máximo caudal que puede mover; en este punto la Presión Total es igual a la Dinámica ( PT = Pd ).
Asimismo,
•
cuando
el
ventilador
está
obturado, es decir que da el mínimo caudal, la Presión Dinámica ( Pd ) es nula; en este punto, la Presión Total es igual a la Estática ( PT = Pe ). Otra
•
curva
que
podemos
ver
en
el
gráfico es: la curva de potencia absorbida (W), que leeremos
en
la
escala
vertical
situada
más
a
la
izquierda (en vatios). Esta curva nos da la potencia que consume el motor que acciona el ventilador, y
“Máquinas Hidráulicas”
Página 19
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA
podemos
ver
Ventiladores Radiales Presión.
que
presenta
un
máximo
(en
la
figura
corresponde al punto de caudal 3000 (m 3 / h) . También tenemos representada la curva
•
de rendimiento (η ), que se lee en % en la escala vertical intermedia, se puede ver que el rendimiento del ventilador depende del caudal que está moviendo. El
•
conjunto
de
estas
curvas
recibe
nombre de característica de un ventilador. La característica de un ventilador es
•
la mejor referencia del mismo, ya que siempre nos indicará su comportamiento según sea el caudal y la presión que esté dando. En
•
darse
solamente
los una
catálogos curva,
comerciales,
que
es
la
de
suele mayor
importancia la de Presión Estática (Pe). Los servicios técnicos
suministran
más
información
si
se
les
solicita. El punto ideal de funcionamiento del
•
ventilador, aquél para el que ha sido diseñado, es el correspondiente
al
cerca
punto
de
este
máximo
rendimiento.
trabaje
el
Cuanto
más
ventilador,
más
económico será su funcionamiento. El punto R de la Figura 2 se conoce
•
como
punto
izquierda
de
de
desprendimientos,
éste
es
de
y
la
funcionamiento
zona
a
la
inestable.
Debe, por tanto, escogerse el ventilador de manera que el punto de trabajo esté a la derecha de R; de esta manera se evita la inestabilidad de funcionamiento.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 20
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
“Máquinas Hidráulicas”
Página 21
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Figura 10: Pérdida de caudal con la longitud.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 22
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Figura 11: Curva característica de un ventilador.
Figura 12: Comparación de curvas características de tres ventiladores con igual diámetro de rodete.
Observemos la Figura 12 en que se han
•
representado las curvas características de los tipos fundamentales de ventilación, para poder comprender mejor su comportamiento. Los tres ventiladores que se comparan
•
tienen el mismo diámetro de rodete. Podemos ver que, a igualdad de caudal
•
impulsado (Q), los ventiladores centrífugos dan más presión que los helicentrífugos, y éstos a su vez más que los helicoidales. También se observa que, los centrífugos
•
mueven caudales menores que los helicocentrífugos, y éstos menos que los helicoidales. Por
•
tanto,
puede
aceptarse
que
los
ventiladores más adecuados cuando los caudales sean grandes y las presiones que deban vencer sean pequeñas son los helicoidales. Este tipo de ventilador tiene además la ventaja de la facilidad de instalación. Los ventiladores indicados para mover
•
caudales
pequeños
“Máquinas Hidráulicas”
pero
a
Página 23
elevada
presión
son
los
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
centrífugos; finalmente, un caso intermedio es el de los ventiladores helicocentrífugos.
2.3.PUNTO DE TRABAJO. •
La
curva
característica
del
ventilador
depende
únicamente del ventilador, y solamente puede variar si el ventilador funciona a una velocidad de rotación distinta. •
Puede
aceptarse
en
principio
que
la
curva
característica es totalmente independiente del sistema de conductos al que se acople. •
Sin
embargo,
puede
hay
funcionar
que
considerar
moviendo
que
un
distintos
ventilador
caudales
y
comunicándoles distintas presiones, de tal forma que todos los puntos posibles de funcionamiento se hallen representados sobre la curva ( Pe ), Figura 12. •
Para saber exactamente en qué condiciones funcionará el ventilador, debemos conocer la curva resistente de la instalación, es decir, la curva que relaciona la pérdida de carga de la instalación con el caudal que pasa por ella.
•
Podemos encontrar de forma fácil el punto de trabajo de un ventilador simplemente superponiendo las curvas características
del
ventilador
y
resistente
del
conducto según se indica en la Figura 13. •
Se puede comprobar que la pérdida de carga de una conducción varía proporcionalmente con el cuadrado del caudal según la fórmula: P2 = P1 * ( encontrar hallada
la la
determinado
característica pérdida caudal
de
resistente
carga
( Q1 ),
Q2 2 ) por lo que, para Q1
inicial
bastará
y
una
( P1 )
con
vez
a
un
suponer
un
segundo caudal ( Q2 ), para hallar un segundo punto de
“Máquinas Hidráulicas”
Página 24
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
la característica resistente ( P2 ). Si fuese necesario se
podrían
suponer
más
caudales
con
los
que
se
hallarían, siempre para la misma instalación, nuevos puntos de pérdida de carga. Uniendo todos los puntos encontrados
se
representará
la
característica
resistente de la instalación estudiada. •
La intersección entre la curva del ventilador y la característica resistente de la instalación nos dará el punto de trabajo.
Figura 13: “N” Punto de trabajo de un ventilador.
Figura 14: Curva caracterís tica de un ventilador RADIAL.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 25
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
2.3.FORMULACIÓN.
Si un ventilador debe funcionar en condiciones diferentes de las ensayadas, no es práctico ni económico efectuar nuevos
ensayos
para
determinar
sus
parámetros
de
funcionamiento. Mediante el uso de un conjunto de ecuaciones conocidas como LEYES DE LOS VENTILADORES es posible determinar, con buena precisión, los nuevos parámetros de funcionamiento a partir de los ensayos efectuados en condiciones
normalizadas. Al
mismo
determinar
tiempo,
parámetros
de
estas una
serie
leyes
permiten
de ventiladores
los
geométricamente
semejantes a partir de las características del ventilador ensayado. Las leyes de los ventiladores están indicadas, bajo forma de relación de magnitudes, en ecuaciones que se basan en la teoría de la mecánica de fluidos y su exactitud es suficiente para la mayoría de las aplicaciones, siempre
“Máquinas Hidráulicas”
Página 26
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
que el diferencial de presión sea inferior a 3 kPa, por encima del cual se debe tener en cuenta la compresibilidad del gas. Con el ánimo de precisar un tanto más lo que expone la norma UNE, se puede decir que cuando un mismo ventilador se somete a regímenes distintos de marcha o bien se varían las condiciones del fluido, pueden calcularse por anticipado los resultados que se obtendrán a partir de los conocidos, por medio de unas leyes o relaciones sencillas que también son
de
aplicación
ventiladores
cuando
homólogos,
se
trata
esto
es,
de
una
de
serie
de
dimensiones
y
características semejantes que se mantienen al variar el tamaño al pasar de unos de ellos a cualquier otro de su misma familia. Estas leyes se basan en el hecho que dos ventiladores de una
serie
homóloga
tienen
homólogas
sus
curvas
características y para puntos de trabajo semejantes tienen el
mismo
rendimiento,
manteniéndose
entonces
interrelacionadas todas las razones de las demás variables. Las variables que involucran las leyes de ventiladores son: la
velocidad
rodete,
las
de
rotación,
presiones
el
diámetro
totales
estática
de y
la
hélice
dinámica,
o el
caudal, la densidad del gas, la potencia absorbida, el rendimiento y el nivel sonoro. Similar al de bombas estudiadas en la unidad anterior.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 27
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
2.3.PARTES.
Figura 15: Partes de ventiladores Radiales (a) y (b) respectivamente.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 28
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
(a).Lista de Partes 1. Placa de Entrada 2. Rueda debe especificar la rotación. 3. Caja 4. Pedestal / Soporte del lado Impulsor 5. Motor (b). Lista de Partes 1. Placa de Entrada 2. Rueda 3. Eje 4. Caja 5. Pedestal / Soporte del lado del Impulsor debe especificar la rotación. 6. Motor 7. Rodamientos 8. Banda (correas) 9. Poleas 10. Base del montaje del Motor de Arreglo 9 11. Base del montaje del Motor de Arreglo 9X
Leyenda: 1. Placa de características 2. Flecha del sentido de giro 3. Logotipo de la empresa 4. Advertencia 5. Placa del motor 6. Ojal de puesta a tierra Figura 16: Ventilador Radial.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 29
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
ESCUELA DE INGENIERIA
Figura 17: Partes de un ventilador Radial.
“Máquinas Hidráulicas”
Página 30
Proyecto Integrador
Universidad César Vallejo de FACULTAD Baja DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA
Ventiladores Radiales Presión.
IV.BIBLIOGRAFÍA
Fundamentos de ventilación / Greenheck.
Manual práctico de ventilación / Salvador Escoda.
Catálogo / Elektror.
Turbomáquinas / Universidad de Oviedo.
Turbomáquinas / Claudio Mataix.
Mecánica de Fluidos / Claudio Mataix.
Sistema de Distribución de aire – Cálculo de conductos / Navarro.
Internet: o
www.gpooasis.com/Catalogo%20-%20Ventiladores.pdf
o
www.chiblosa.com.ar/spanish/productos/productos.h tm
o
www.elektror.de/Ventiladores_radiale.303.0.html? &lang=4 - 27k
o
www.gunt.de/networks/gunt/sites/s1/mmcontent/prod uktbilder/07028000/Datenblatt/07028000%204.pdf
o
http://www.cfturbo.com/es/index.html
o
http://www.cfturbo.com/es/download.html
o
http://www.evisaventiladores.com/evisaweb/ventila dores/manuales.htm
o
http://www.elektror.de/Ventiladores_radiale.303.0 .html?&lang=4
“Máquinas Hidráulicas”
Página 31
Proyecto Integrador
View more...
Comments