Ventiladores 1.

17
ORIGEN Uno de los primeros ventiladores semi-mecánicos ya se usaba 500 años antes de Cristo en la india y medio oriente. el "punkah" era un ventilador que se colgaba del techo, cubierto por un marco de tela, que funcionaba cuando los sirvientes (o "punkawallahs") tiraban unas cuerdas que permitían mover el ventilador. Uno de los primeros ventiladores mecánicos viables fue construido por OMAR-RAJEEN JUMALA en 1832. Llamó a su invento, una especie de ventilador centrífugo, una "bomba de aire." El aparato usaba grandes aspas metálicas o de madera y estaba pensado para la industria. Las hojas eran impulsadas inicialmente con ruedas hidráulicas, y se usaron en minas de carbón y fábricas. Entre los años 1882 y 1886, el estadounidense Schuyler Skaats Wheeler inventó el primer ventilador eléctrico. En 1998, walter boyd k. inventó el ventilador de techo HVLS Debido a los costos exorbitantes de energía, ventiladores de techo comerciales HVLS se utilizan hoy en día para complementar los sistemas HVAC en instalaciones industriales y comerciales, incluyendo almacenes, fábricas y centros comerciales. QUE SON Y PARA QUE SIRVEN Los ventiladores son máquinas rotatorias capaces de mover una determinada masa de aire, a la que comunica una cierta presión, para que pueda vencer una pérdida de carga. Un ventilador es una turbo máquina que se caracteriza porque el fluido impulsado es un gas (fluido compresible) al que transfiere una potencia con un determinado rendimiento. Los ventiladores industriales son utilizados en los procesos industriales para transportar aire y gases. Están fabricados para resistir condiciones de operación severas, tales como altas temperaturas y presiones. Pueden manejar gases corrosivos con polvo y pueden ser tipo centrífugo o axial. Como máquinas de transporte de fluidos, los ventiladores se usan principalmente para producir flujo de gases de un punto a otro; aunque a veces la conducción del propio gas sea lo esencial

description

Ventiladores de ingenieria quimica UA

Transcript of Ventiladores 1.

ORIGENUno de los primeros ventiladores semi-mecnicos ya se usaba 500 aos antes de Cristo en la india y medio oriente. el "punkah" era un ventilador que se colgaba del techo, cubierto por un marco de tela, que funcionaba cuando los sirvientes (o "punkawallahs") tiraban unas cuerdas que permitan mover el ventilador.Uno de los primeros ventiladores mecnicos viables fue construido porOMAR-RAJEEN JUMALAen 1832.Llam a su invento, una especie de ventilador centrfugo, una "bomba de aire."El aparato usaba grandes aspas metlicas o de madera y estaba pensado para la industria. Las hojas eran impulsadas inicialmente con ruedas hidrulicas, y se usaron en minas de carbn y fbricas.Entre los aos 1882 y 1886, el estadounidense Schuyler Skaats Wheelerinvent el primer ventilador elctrico.En 1998, walter boyd k. invent elventilador de techo HVLSDebido a los costos exorbitantes de energa, ventiladores de techo comerciales HVLS se utilizan hoy en da para complementar los sistemas HVAC en instalaciones industriales y comerciales, incluyendo almacenes, fbricas y centros comerciales.

QUE SON Y PARA QUE SIRVENLos ventiladores son mquinas rotatorias capaces de mover una determinada masa de aire, a la que comunica una cierta presin, para que pueda vencer una prdida de carga.Un ventilador es una turbo mquina que se caracteriza porque el fluido impulsado es un gas (fluido compresible) al que transfiere una potencia con un determinado rendimiento.Los ventiladores industriales son utilizados en los procesos industriales para transportar aire y gases. Estn fabricados para resistir condiciones de operacin severas, tales como altas temperaturas y presiones. Pueden manejar gases corrosivos con polvo y pueden ser tipo centrfugo o axial.Como mquinas de transporte de fluidos, los ventiladores se usan principalmente para producir flujo de gases de un punto a otro; aunque a veces la conduccin del propio gas sea lo esencial tambin, en muchos casos, el gas acta slo como medio de transporte de calor, humedad, etc; o de material slido, como cenizas, polvos, basuras, etc.Tambin de forma secundaria, se utiliza el ventilador para asistir un intercambiador de calor como un disipador o un radiador con la finalidad de aumentar la transferencia de calor entre un slido y el aire o entre los fluidos que interactan. Una clara aplicacin de esto se ve reflejada en evaporadores y condensadores en sistemas de refrigeracin en que el ventilador ayuda a transferir el calor latente entre el refrigerante y el aire, y viceversa. Tambin utilizan un ventilador (generalmente centrfugo) los quemadores de las calderas de calefaccin de combustibles fluidos, para impulsar la mezcla combustible dentro del hogar.ELEMENTOS:Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento, generalmente elctrico, con los dispositivos de control propios de los mismos: arranque, regulacin de velocidad, conmutacin de polaridad, etc. y un propulsor giratorio en contacto con el aire, al que le transmite energa. Este propulsor adopta la forma de rodete con labes, en el caso del tipo centrfugo, o de una hlice con palas de silueta y en nmero diverso, en el caso de los axiales. El conjunto, o por lo menos el rodete o la hlice, van envueltos por una caja con paredes de cierre en forma de espiral para los centrfugos y por un marco plano o una envoltura tubular en los axiales. La envolvente tubular puede llevar una reja radial de labes fijos a la entrada o salida de la hlice, llamada directriz, que gua el aire, para aumentar la presin y el rendimiento del aparato. En el tipo helicocentrfugo y en el transversal, el elemento impulsor del aire adopta una forma cercana al de los rodetes centrfugos.

Circulacin del aireEl aire circula por un conducto gracias a la diferencia de presin 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 rgimen estacionario, las presiones obedecen al siguiente teorema: Teorema de BernouilliLa expresin analtica del mismo dice: La suma de la presin esttica, la dinmica y la debida a la altura, es constante para todos los puntos de un filete de fluido. PresionesSi el conducto es horizontal, o la diferencia es inferior a 100 metros, la presin por diferencia de altura es cero.La presin esttica Pe acta en todos sentidos dentro del conducto. Se manifiesta en el mismo sentido y en el contrario de la corriente. La presin dinmica Pd acta en el sentido de la velocidad del aire. La presin total Pt es constante en todos los puntos del filete de fluido considerado y su expresin es:Pt = Pe + PdCaudalEs la cantidad de aire que circula por el conducto. Su expresin es:Q = v S (m/h)En la Fig. 2 se ha representado un tramo de conducto horizontal de aire (considerado sin prdidas, para simplificar), recorrido por el caudal Q(m/h), con la velocidad v (m/s) y de Seccin S (m). Una Sonda de Presin esttica Pe y un Tubo de Prandtl nos da la Presin Dinmica. Las frmulas de relacin de todos estos parmetros se indican en la misma figura.

CLACIFICACION:a. Ventiladores con envolvente

Suele ser tubular. A su vez pueden ser: Impulsores:Entrada libre, salida entubada. Extractores:Entrada entubada, descarga libre. Impulsores-Extractores:Entrada y salida entubadas (Fig. 4).

b. Ventiladores murales

c. Ventiladores de chorro

Aparatos usados para proyectar una corriente de aire incidiendo sobre personas o cosas. Fig. 6.

IMPULSORES:Son los ventiladores en los que la boca de aspiracin est conectada directamente a un espacio libre, estando la boca de descarga conectada a un conducto.EXTRACTORES:Son los ventiladores en los que la boca de aspiracin est conectada a un conducto y la boca de descarga est conectada a un espacio libre.VENTILADORES CENTRIFUGOS:Son los ventiladores en los que el aire entra en el rodete con una trayectoria esencialmente axial y sale en direccin perpendicular.Estos ventiladores tienen tres tipos bsicos de rodetes: Ventiladores de labes curvados hacia delante, tambin llamados de jaula de ardilla: tienen una hlice o rodete con los labes curvados en el mismo sentido que la direccin de giro. Estos ventiladores necesitan poco espacio, baja velocidad perifrica y son silenciosos. Se utilizan cuando la presin esttica necesaria es de baja a media, tal como la que se encuentran en los sistemas de calefaccin, aire acondicionado o renovacin de aire, etc. Ventiladores centrfugos radiales: tienen el rodete con los labes dispuestos en forma radial. Este tipo de ventilador es el comnmente utilizado en las instalaciones de extraccin localizada, en las que el aire contaminado con partculas debe circular a travs del ventilador. Ventiladores centrfugos de labes curvados hacia atrs: tienen un rodete con los labes inclinados en sentido contrario al de rotacin. Este tipo de ventilador es el de mayor velocidad perifrica y mayor rendimiento con un nivel sonoro relativamente bajo y una caracterstica de consumo de energa no sobrecargable.

VENTILADORES AXIALES:En los cuales el aire entra y sale de la hlice con trayectorias a lo largo de superficies cilndricas coaxiales al ventilador.Existen tres tipos bsicos de ventiladores axiales: helicoidales, tubulares y tubulares con directrices. Ventiladores helicoidales: se emplean para mover aire con poca prdida de carga y su aplicacin ms comn es la ventilacin general. Ventiladores tubulares: disponen de una hlice de labes estrechos de seccin constante o con perfil aerodinmico, montada en una carcasa cilndrica. Pueden mover aire venciendo resistencias moderadas. Ventiladores turboaxiales con directrices: tienen una hlice de labes con perfil aerodinmico montado en una carcasa cilndrica que normalmente dispone de aletas enderezadoras del flujo de aire en el lado de impulsin de la hlice. En comparacin con los otros tipos de ventiladores axiales, stos tienen un rendimiento superior y pueden desarrollar presiones superiores.

VENTILADORES HELIOCENTRIFUGOS:En los cuales la trayectoria del aire en el rodete es intermedia entre las del ventilador centrfugo y axial.VENTILADORES TANGENCIALES:En los cuales la trayectoria del aire en el rodete es sensiblemente normal al eje, tanto a la entrada como a la salida del mismo, en la zona perifrica.Ventiladores transversalesLa trayectoria del aire en el rodete de estos ventiladores es normal al eje tanto a la entrada como a la salida, cruzando el cuerpo del mismo. Fig. 8.

Ventiladores de baja presinSe llaman as a los que no alcanzan los 70 Pascales. Suelen ser centrfugos y por autonomasia se designan as los utilizados en climatizadores. Fig. 10.Ventiladores de mediana presinSi la presin est entre los 70 y 3.000 Pascales pueden ser centrfugos o axiales.

Ventiladores de alta presinCuando la presin est por encima de los 3.000 Pascales. Suelen ser centrfugos con rodetes estrechos y de gran dimetro.

Ventiladores estndar

Son los aparatos que vehiculan aire sin cargas importantes de contaminantes, humedad, polvo, partculas agresivas y temperaturas mximas de 40 si el motor est en la corriente de aire.

Ventiladores especiales

Son los diseados para tratar el aire caliente, corrosivo, hmedo etc. o bien para ser instalados en el tejado (Fig. 13) o dedicados al transporte neumtico.

Accionamiento directo

Cuando el motor elctrico tiene el eje comn, o por prolongacin, con el del rodete o hlice del ventilador.

Accionamiento por transmisin

Como es el caso de transmisin por correas y poleas para separar el motor de la corriente del aire (por caliente, explosivo, etc.). Fig. 14.

Atendiendo al control de las prestacionesEs el caso de ventiladores de velocidad variable por el uso de reguladores elctricos, de compuertas de admisin o descarga, modificacin del caudal por inclinacin variable de los labes de las hlices, etc. Fig. 15.

CARACTERISTICAS:CURVA CARACTERISTICA:El ensayo de ventiladores tiene por objetivo determinar la capacidad del aparato para transferir la potencia del aire que mueve.

FUNCIONAMIENTO:El ventilador se hace funcionar a un rgimen de giro constante, tomando valores de diferentes caudales.La curva caracterstica de un ventilador se obtiene dibujando en uno de los ejes las coordenadas caudal-presin, obtenido mediante un ensayo de laboratorio.

Zona de funcionamientoSegn sea el ventilador, tipo y tamao, existe una zona de su curva caracterstica en la que es recomendable su uso. Fuera de ella pueden producirse fenmenos que hacen aumentar desproporcionadamente el consumo hundiendo el rendimiento, provocando un aumento intolerable del ruido e incluso produciendo flujos intermitentes de aire en sentido inverso.

En los catlogos de ventiladores vienen indicadas las zonas de la curva caracterstica.

Recomendadas de uso o, simplemente, solo se publica el tramo de curva en el que es aceptable su funcionamiento. En general la mencionada zona abarca la superficie sombreada que se indica en la Fig. 17 para una familia de curvas de un aparato a varias velocidades.

Las grficas de la Fig. 18 son las de ventiladores centrfugos con rodetes Adelante, Radiales y Atrs con indicacin de la zona normal de trabajo y en porcentajes de caudal y presin.

Las de la Fig. 19 representan ventiladores axiales, impulsor uno y tubular el otro, de mediana presin, con las mismas indicaciones descritas para los aparatos anteriores.

CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO:Para saber exactamente en que condiciones funcionara el ventilador, debemos conocer la curva resistente de la instalacin, es decir, la curva que relaciona la perdida de carga de la instalacin con el caudal que pasa por ella.

VENTAJAS : Se pueden usar acoplados con motores elctricos o turbinas de vapor.Para grandes variaciones de presin, la descarga vara poco.La curva de potencia total presenta un mximo, y el motor que mueve al ventilador puede ser de este mximo de potencia.Un ventilador es un dispositivo para agitar o mover aire o gas. Una de las mayores ventajas de la ventilacin es que evita que las temperaturas internas sean demasiado altas. En los edificiosOtra de las ventajas de la ventilacin es que ayuda a deshacerse de los vapores y olores indeseables.DESVENTAJAS:Una de las desventajas de la ventilacin es que puede proveer vas adicionales para que los intrusos ingresen a un edificio o pieza de equipoOcupan espacio. Son costosos.VENTILADOR CENTRIFUGO:Los ventiladores centrfugos producen una mayor diferencia presin que los de hlice.Sirven para transportar grandes cantidades de aire en sistemas abiertos.

DONDE SE USAN:Se usan generalmente en ductos de gran dimetro y son colocados en la garganta de los mismos.En las plantas de vapor, se usan casi exclusivamente ventiladores centrfugos y de aspas radiales.

NORMAS Y ESPECIFICACIONES PARA VENTILADORES INDUSTRIALES: Norma ANSI/AMCA : "Mtodos de laboratorio para pruebas de ventiladores para la clasificacin del rendimiento aerodinmico certificado". Norma AMCA 99 ISO 5801:2007 :"Manual de normas". "Ventiladores industriales - Prueba de rendimiento " Norma ISO/DIS 12759: "Ventiladores - Clasificacin de eficiencia para ventiladores". Norma ISO 13348:2007: "Ventiladores Industriales - Presentacin de datos tcnicos, tolerancias y mtodos de conversin". Norma ISO 13349:2008: "Ventiladores Industriales - Vocabulario y definiciones de categoras".