Temas de Trabajo de Ventilacion

8/10/2019 Temas de Trabajo de Ventilacion

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VENTILACIN DE MINAS

Docente: Rashta Lock Manuel

Alumno: Reyes Agero Rodrigo

Cdigo: 111.0802.449

HUARAZ, 11 DE DICIEMBRE DEL 2014


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NDICE

1. CLASES DE VENTILACIN ................................................................................................. 3

a. Ventilacin Natural. .............................................................................................................. 3

b. Ventilacin Mecnica. ........................................................................................................... 5

2. TRMINOS PARA ESPECIFICAR LOS VENTILADORES............................................. 6a) Presin total del Ventilador.................................................................................................. 7

b) Presin de Velocidad del Ventilador .................................................................................. 7

c) Presin Esttica del Ventilador ........................................................................................... 7

3. LEY DE LOS VENTILADORES ............................................................................................ 8

a. Variacin de Dimetro .......................................................................................................... 8

b. Variacin de velocidad ............................................................Error! Bookmark not defined.

c. Variacin de densidad........................................................................................................... 8

d. Variacin de Varios Parmetros............................................Error! Bookmark not defined.

e. Variacin de Varias prestaciones...........................................Error! Bookmark not defined.

4. CLASIFICACIN DE LOS VENTILADORES.................................................................... 9

a. Ventiladores Centrfugos ...................................................................................................... 9

b. Ventiladores Axiales ............................................................................................................ 10

5. CARACTERSTICAS DE LOS VENTILADORES............................................................ 11

6. OPERACIN DE LOS VENTILADORES .......................................................................... 14

7. FACTORES QUE AFECTAN A LOS VENTILADORES ................................................. 18


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VENTILACIN DE MINAS SUBTERRNEAS

1.CLASES DE VENTILACIN

a. Ventilacin Natural.Este tipo de ventilacin, como su nombre lo indica, se logra mediante el flujo natural del

aire fresco hacia el interior de mina, sin necesidad de equipos de ventilacin; sin embargo,

en minas profundas, la ventilacin de este tipo no es suficiente, pues se genera gracias a

las diferencias de presiones y entrada y salida de aire. Esto quiere decir que depende de

manera directa de las condiciones climticas de la zona. Es muy importante el volumen de

aire dentro de una mina, pues sirve para equilibrar los procesos de trabajo; si no se cuenta

con el volumen suficiente, se producirn alteraciones en la presin de entrada y salida del

aire. Entonces, estos aspectos se deben controlar con ventilacin auxiliar, o bien, la

llamada ventilacin mecnica.

Para que se produzca un flujo natural de aire en la mina, ser necesario que exista una

diferencia de temperatura entre las labores subterrneas y la superficie y que las

conexiones a superficie estn en diferencia de altitud, a fin de permitir la renovacin

continua del aire que es desplazado en las zonas inferiores de la mina.

Mientras mayores sean estas diferencias, mayores sern las presiones de ventilacin

natural que originan y mayores los flujos de aire.

Si la mina est emplazada en relieve horizontal, la ventilacin natural es muy dbil

o no existe.

En una mina que cuenta con labores horizontales y verticales, existir una

diferencia de densidad del aire superficial y el interior, equivalente a una altura h.

durante el verano, el aire de la chimenea se encuentra a menor temperatura que el

aire en superficie y es ms denso, ejerciendo presiones sobre el aire de la galera

obligando a que el flujo ingrese por la chimenea y salga por la galera.

En el invierno se invierte el proceso.


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Durante otras estaciones el compartimiento del flujo de aire es difcilmente

predecible, lo ms probable que la ventilacin natural no se produzca.

En una mina con labores horizontales y 2 chimeneas de igual altura y ubicados en

el mismo nivel, en invierno el aire ms caliente de una de las chimeneas tendera a

subir a superficie, obligando a que el aire exterior ms frio ingrese por la otrachimenea crendose el flujo, por ejemplo como el circuito ABCD.

Mtodo hidrosttico de clculo de la ventilacin natural:Se puede determinar como la diferencia de pesos de columna de seccin unitaria y

de igual altura del aire entrante y saliente:

( ) Dnde:

H: Altura de pozo

( )Pesos especficos medios en los pozos de aire entrante y saliente.

Presiones de las corrientes entrante y saliente en la profundidad Peso especfico del aire

Dnde:


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P: presin (mm Hg)

T: temperatura absoluta del aire

Las presiones p1, p2 se determinan por la siguiente formula

Tambin se utiliza la frmula:

[

()

()]

Dnde:

R: Constante de gases, igual para el aire 29,27

Cuando H > 100mm, hay que multiplicar por un coeficiente de correccin(1+

)

b. Ventilacin Mecnica.El objetivo principal de la ventilacin mecnica, o secundaria, es garantizar aire fresco

y limpio a las labores mineras, empleando equipos y sistemas auxiliares.

La ventilacin mecnica se logra por medio de ventiladores que introducen aire fresco a

travs de mangas o ductos. Para las labores de minera subterrnea, es obligatorio emplear

este medio, pues el aire o la ventilacin natural son muy restringidos. Adems, las

consecuencias de un mal control del aire pueden ser catastrficas: mal desempeo de los

trabajadores, en el mejor de los casos; enfermedades, como silicosis, siderosis, antracosis,

etctera; posibles explosiones que pueden llegar a cobrar vidas humanas, prdida de

equipos y paralizacin de actividades.

Para saber qu ventilador resulta mejor para las necesidades subterrneas, es preciso

evaluar los objetivos de la mina y la cantidad de obreros, el equipo, entre otros aspectos

importantes. En general, los ventiladores se clasifican en dos tipos: los centrfugos y los

axiales.Ventilador:se puede definir un ventilador como una turbo mquina con una relacin decompresin (presin absoluta de descarga/presin absoluta de admisin)


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Energa consumida por en mover el aireSupngase un pistn que se desplaza dentro de un cilindro, moviendo un volumen de aire.

2.TRMINOS PARA ESPECIFICAR LOS VENTILADORES

Caudal (Q):

El caudal de un ventilador es la masa de aire que ste puede desplazar en una unidad detiempo.

Se expresa en ; ( )

Diametro ():El dimetro es el segmento de recta que pasa por el centro y une dos puntosopuestos de una circunferencia, una superficie esfrica o una curva cerrada, tiene sus

extremos en la superficie de esta.


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Velocidad (R.P.M): Una revolucin por minuto es una unidad de frecuencia que se usatambin para expresar velocidad angular. En este contexto, se indica el nmero de

rotaciones completadas cada minuto por un cuerpo que gira alrededor de un eje.

Potencia (HP):Es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Presion

a) Presin total del VentiladorLa presin total es precisamente la diferencia algebraica que existe entre la

presin total media a la salida del ventilador y la presin total media a la

entrada del mismo.

b) Presin de Velocidad del VentiladorEs la presin de velocidad media que existe a la salida del ventilador.

Tambin es la presin de velocidad o presin dinmica es la mxima

aceleracin de presin que tiene lugar en una corriente de fluido frente al

centro de un obstculo y que equivale a la presin necesaria para la

aceleracin del fluido desde el estado de reposo a la velocidad que posee en

cada momento.

Es la fuerza por unidad de superficie provocada por el movimiento del aire y

se manifiesta en el mismo sentido que la direccin de ste. Dicha presin es

siempre positiva.

Dnde:

c) Presin Esttica del Ventilador ().- Es la diferencia entre la presintotal y la prisin de velocidad del ventilador. ntese que la presin esttica

del ventilador no es la diferencia entre la presin esttica a la salida y al

ingreso del ventilador, sino que se define en base a la ecuacin de bernulli yse denomina tambin presin til del ventilador.


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3.LEY DE LOS VENTILADORESa. Para una misma velocidad de rotacin

i. Caudal

(

)

ii. Presin ( )

iii. Potencia

( )

b. Para un mismo dimetro de rotori. Caudal

ii. Presin

( )

iii. Potencia

(

)

c. Para una densidad de aire variablei. Caudal

ii. Presin

iii. Potencia


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4.CLASIFICACIN DE LOS VENTILADORESa. Ventiladores Centrfugos

Un ventilador centrfugo es un aparato compuesto de un rodete de aletas que gira dentro

de una carcasa espiral. La rotacin del rodete se asegura mediante un motor, generalmente

elctrico, siendo su finalidad poner en movimiento aire o un flujo gasiforme.

El ventilador centrifugo es una turbo mquina de flujo radial, en aquel aire ingresa a un

impulsor provisto de aletas y es descargado rpidamente a una cscara.

En los ventiladores centrfugos, el aire entra por el canal de aspiracin que se encuentra a

lo largo de su eje, tomado por la rotacin de una rueda con relieves. Ofrece la ms alta

presin esttica y un flujo mediano. Su eficiencia vara entre 60 y 80 por ciento; pueden

trabajar a altas velocidades.

Ejemplos
http://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPI/F.T.%20C-1100,%20MPI-1%20(OT12-2344).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPR/F.T.%20C-430,%20MPR%20(OT11-2122).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPI/F.T.%20C-1100,%20MPI-1%20(OT12-2344).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPR/F.T.%20C-430,%20MPR%20(OT11-2122).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPI/F.T.%20C-1100,%20MPI-1%20(OT12-2344).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPR/F.T.%20C-430,%20MPR%20(OT11-2122).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPI/F.T.%20C-1100,%20MPI-1%20(OT12-2344).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20CENTRIFUGOS/MPR/F.T.%20C-430,%20MPR%20(OT11-2122).pdf


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Los Alabes pueden ser radiales, curvados hacia adelante o curvados hacia atrs

ruedas de alabes curvados hacia adelante

ruedas de alabes curvados hacia atras

b. Ventiladores AxialesEn los ventiladores axiales, el aire ingresa a lo largo del eje del motor y, luego de pasar a

travs de las aletas del impulsor o hlice, es descargado en direccin axial.


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Se les llama tambin ventiladores de hlice. Ofrecen el ms alto flujo de aire; su

eficiencia oscila el 70 y el 80 por ciento, y son capaces de trabajar a velocidades muy

altas. Sus desventajas es que son inflexibles e inestables, adems de producir mucho

ruido; sus ventajas es que son verstiles y ms baratos.

Ejemplos

5.CARACTERSTICAS DE LOS VENTILADORESLos ventiladores se clasifican, segn la direccin del flujo en el rodete; en centrfugos, y

axiales. Dentro de cada grupo, el tipo de ventilador queda definido por el nmero especfico

de revoluciones. Algunos de los puntos de vista ms importantes a tener en cuenta en la

eleccin de un ventilador

Son:

Rendimiento ptimo.-Para ello se debe escoger el ventilador segn el nmero especfico derevoluciones requerido.

Mnimo nivel de ruido.- Para ello se debe escoger el ventilador con un coeficiente depresin y elevado y nmero de revoluciones bajo.

Gran caudal.-Para ello se debe escoger un ventilador con coeficiente de caudal elevado.Gran potencia especfica (volumen y masa de mquina reducidos para la potenciadeseada).

Forma y dimensiones determinadas en la admisin y salida.Curvas caractersticas planas en todo el campo de trabajo del ventilador a fin de que elrendimiento se mantenga elevado.

Potencia mnima absorbida a caudal nulo.

Exigencias diversas en cuanto a la regulacin.
http://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20AXIALES/AVI/F.T.%20AXITUB-560,%20AVI%20(OT11-2254).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20AXIALES/AVI/F.T.%20AXITUB-560,%20AVI%20(OT10-2062).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20AXIALES/AVI/F.T.%20AXITUB-560,%20AVI%20(OT11-2254).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20AXIALES/AVI/F.T.%20AXITUB-560,%20AVI%20(OT10-2062).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20AXIALES/AVI/F.T.%20AXITUB-560,%20AVI%20(OT11-2254).pdfhttp://www.ktperu.com/nuevo/images/VENT.%20AXIALES/AVI/F.T.%20AXITUB-560,%20AVI%20(OT10-2062).pdf


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a. Curvas Caractersticas:Un ventilador funcionando a una determinada velocidad y conectada a un sistema que

tiene una resistencia dada, desarrolla una presin que representa su capacidad de

realizar un trabajo til. Una vez establecido el flujo de aire a travs del sistema, una

parte de la energa impartida por el ventilador se convierte en velocidad (presin de

velocidad), y el resto ser la energa disponible para vencer la resistencia del circuito

(presin esttica o til). La suma de estas dos presiones constituye la presin total del

aire en un punto determinado del circuito.

La curva caracterstica de un ventilador es la representacin grfica de la relacin

existente entre presin desarrollada por la mquina y el caudal de aire que influyen a

travs de la misma para una velocidad de rotacin determinada. Convencionalmente, la

curva caracterstica de los ventiladores ser para condiciones normalizadas de aire

( ) y se determina en forma experimental para cada ventilador.En la curva caracterstica de los ventiladores, se muestran generalmente la presinesttica desarrollado y la potencia al eje requerida para cada condicin de flujo. En

algunos casos, se incluye adems la eficiencia del ventilador para todo el rango en el

que es capaz de operar.

Las figuras a, b y c muestra las curvas caractersticas tpicas para tres tipos de

ventiladores centrfugos.

Fig a. Ventilador centrifugo de Alabes radiales


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Fig b. Ventilador centrifugo de Alabes curvados hacia adelante

Fig c. Ventilador centrifugo de Alabes curvados hacia atrs

Fig d. Ventilador axial con aletas directrices.


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El tipo de ventilador determinar la forma que tiene su curva caracterstica y ste es un

aspecto importante tanto en el diseo como en las elecciones ventiladores.

Fig. Comparacin de curvas de ventiladores

6.OPERACIN DE LOS VENTILADORESTodo sistema de ventilacin tiene tambin su curva caracterstica, anloga a la de los

ventiladores, de manera que suponemos ambas curvas caractersticas, se cortarn en algn

punto, tal como se muestra la figura.


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El punto A es un punto comn a ambas curvas y determinar la prisin y el caudal que sea

capaz de desarrollar ese ventilador si se conecta al sistema cuya curva caractersticas se

muestra.

Conocida la curva caracterstica de una mina y el caudal de aire que se requiere para lograr

una ventilacin adecuada de labores subterrneas, se tendr definido un. Tal como A sobre la

curva caracterstica del sistema. El diseo o requerir no slo seleccionar un ventilador cuya

curva caracterstica pase por A, sino que al pasar por ese punto, su eficiencia sea mxima.

Operacion de ventiladores

En instalaciones importantes de ventilacin, cuando es necesario disponer de caudales o

presiones con grandes variaciones, puede resultar conveniente dotarlas de aparatos acoplados

de forma que, trabajando en conjunto o bien separados, proporcionen la prestacin exigida en

cada momento. Si las variaciones necesarias son discretas, puede bastar un nico aparato con

un sistema de regulacin, pero cuando sean precisas unas prestaciones doble o triple o msde la simple, hay que recurrir a un sistema de acoplamiento.

Con este trabajo pretendemos mostrar de forma indicativa cmo varan las prestaciones del

sistema segn sea el acoplamiento. Los aparatos de ventilacin pueden instalarse en Serie, en

Paralelo o bien de forma Mixta.

1. Operacin en serieEste sistema consiste en conectar los ventiladores uno a continuacin del otro. O bien

dentro de un mismo conducto en el que se mantenga la misma direccin del flujo del aire.

En general, y ms cuando se trate de ventiladores centrfugos de forma que la descarga deuno es conducida a la entrada del otro, la curva caracterstica de la presin resultante del

acoplamiento es aproximadamente doble.

En este caso el flujo del sistema se mantiene, pero se produce un aumento de presin en

cada ventilador. Los ventiladores pueden ser mquinas distintas o varios impulsores

conectados a un eje comn.

En el caso de ventiladores axiales, los impulsores pueden estar rotando en la misma

direccin o en direcciones opuestas. Si rotan en la misma direccin, se recomienda usar

alabes guas para minimizar el efecto de rotacin a la entrada del impulsor. Esto asegura

una mejor operacin del segundo impulsor.

En el caso de impulsores que rotan en direcciones opuestas, tpico para ventiladores

axiales, el aumento de presin puede llegar a 2,5 veces de la presin generada por un solo

ventilador. Este tipo de ventiladores no utilizan alabes directores.


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Al incluir un nuevo ventilador, se producir un aumento de presin y de flujo. El aumento

en el flujo depender mucho del punto de operacin, esto se muestra en la Figura

siguiente.

Este tipo de operacin puede utilizarse como una forma de control, pero se debe tomarse

en cuenta que cuando se detiene un ventilador este representar una cada de presin y por

ende afectar la curva del sistema.


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2. Operacin en paralelo

Dos o ms ventiladores se acoplan en paralelo cuando aspiran del mismo lugar y descargan

hacia el mismo sentido en la canalizacin, uniendo all sus caudales. La curva caracterstica

resultante de las de los aparatos acoplados se halla sumando los caudales correspondientes

a cada presin, esto es, para cada ordenada (presin) la abscisa del caudal resultante q se

obtiene de la suma de las abscisas de los caudales de los ventiladores acoplados q 1 + q 2

tal como se indica en la grfica de la Fig.


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7.FACTORES QUE AFECTAN A LOS VENTILADORES

a. El dimetro del impulsor y su velocidad de rotacinb. El orificio equivalente del sistema al que se conecta al ventiladorc. La regin de la curva caracterstica en la que debe operar el ventilador, recomendndose

que sea siempre la zona con pendiente negativa.

d. La eficiencia del ventilador, ya que sta define la forma como se est aprovechando laenerga mecnica consumida en operar la turbo mquina. La creencia comn de que

cuando ms difcil de ventilar es la mina, ms grande deber ser el ventilador, conduce

generalmente a seleccionar ventiladores que una vez instalados, operan en zonas de la

curva caracterstica donde su eficiencia es muy baja.

e. La resistencia de la instalacin del ventilador. Este factor es especialmente importanteen minas de baja resistencia en las que podra ocurrir que la resistencia de la instalacindel ventilador es mayor que la del sistema al que est conectado, llegndose a la

situacin absurda que una gran parte de la energa disponible es consumida antes de

ingresar al sistema que se pretende ventilar.

f. Los cortocircuitos en la instalacin de superficie constituyen un problema serio en lossistemas de ventilacin de minas, pudiendo reducirse hasta un 10% la cantidad de aire

que ingresan efectivamente a la mina.

BIBLIOGRAFIAS http://www.sodeca.com

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