Guia 7 Ventiladores

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGIA
ASIGNATURA: EQUIPOS MAQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES.
PROFESORA: MSc. ZOILA PONTILES DE HERNANDEZ.
UNIDAD I.
GUIA 7
VENTILADORES.
Definición.
Son turbo-máquinas que trabajan con fluidos compresibles (generalmente aire) a los
cuales un rotor provisto de álabes entrega energía. Se consideran máquinas
hidráulicas porque la diferencia de presión entre la entrada y la salida del rotor no
supera lo 2.500mmde agua, por lo que, los cambios de volumen específico y densidad
del fluido son inapreciables.
Los ventiladores operan a presiones suficientemente bajas para no tomar en cuenta la
compresibilidad del gas. En otras palabras, los volúmenes de entrada y salida de los
gases son en sí iguales y los ventiladores sólo mueven el gas.
Aplicaciones.
Los ventiladores se utilizan para circular aire dentro de un espacio, para atraer el aire
a él o liberar aire al espacio, o para mover aire a través de ductos en sistemas de
ventilación, calefacción o aire condicionado, secadores, torres de enfriamiento, en los
hornos, para la transportación neumática o, simplemente, para ventilar por seguridad y
comodidad, por lo que se pueden considerar como equipos básicos. Además, en los
últimos años, los intercambiadores de calor, enfriados por aire con auxilio del
ventilador se están empleando para resolver problemas de contaminación térmica del
agua.
Clasificación.
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Se pueden clasificar según su presión de trabajo y el flujo de fluido.
Según la presión de trabajo en:
 Baja presión: hasta 200mmde H2O.
 Media presión: entre 200 y 800mm de H2O.
 Presión alta: entre 800 y 2500mm de H2O.
Según el flujo de fluido:
 Centrífugos, dependen de la fuerza centrífuga para impulsar al gas, son para
trabajos que requieren de un carga alta.
 Axiales, imparten energía al gas a medida que fluye en paralelo al eje central del
ventilador, se utilizan en aplicaciones con grandes caudales a baja presión.
Ventiladores Centrífugos.
Están constituidos por un rotor con álabes o paletas que se mueve dentro de una
carcasa en forma de voluta o espiral. En este tipo de ventilador el aire entra al centro
del rotor, también llamado impulsor, y es lanzado hacia fuera por las aspas giratorias,
por lo tanto se le agrega energía cinética al fluido, ese gas a alta velocidad se colecta
por la voluta que rodea al rotor, donde la energía cinética se convierte en energía de
presión.
La presión desarrollada en estos equipos procede de dos fuentes, una es la fuerza
centrífuga que se debe a la rotación de un volumen encerrado de aire o gas entre las
aspas y la aceleración tangencial impartida al aire o el gas por las aletas, que es
convertida parcialmente en presión en la carcasa del ventilador.
Se puede decir que, a medida que el rotor gira el aire tiende a abandonar el rotor en
dirección paralela al aspa a lo largo del vector Vr, sin embargo este se suma en forma
vectorial a la velocidad tangencial de la misma aspa Vt que proporciona la velocidad
resultante VR.
Características de los Ventiladores Centrífugos:
 El rotor puede ser abierto, semi-cerrado o cerrado.
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 Manejan cargas elevadas y bajos caudales.
 Cuentan con rendimientos entre 60 y 80%.
 Son menos ruidosos.
En los ventiladores centrífugos el diseño de las aspas tiene mucha influencia sobre la
operación, por lo generalmente se clasifican según el tipo de rotor. Entre estos
tenemos:
 Rotor con álabes rectos o radial, tienen rotores con diámetros relativamente
grandes con unas cuantas aletas radiales de 5 a 12, son de construcción fuerte, las
aspas tiende ser de auto limpieza. Se aplican en corrientes que arrastran partículas
pegajosas o abrasivas. Tienen una eficiencia mecánica del 65 al 70%. Funcionan a
altas velocidades.
 Rotor con álabes con curvatura inversa o inclinadas hacia atrás, se fabrican con
frecuencia con simple placas lisas. Emplean de 10 a 50 paletas. Es el más eficiente de
los V. Centrífugos, entre 75 a 80%, ya que convierte directamente la energía cinética
a presión. Funcionan a velocidades medias.
 Rotor con álabes con curvatura al frente, proporcionan en general una velocidad
resultante del aire más alta, operará a una velocidad mayor que un ventilador de
tamaño similar con aspas inclinadas hacia atrás para el mismo flujo de aire y presión,
sin embargo, el VACA típicamente requiere una potencia menor para el mismo servicio.
Son de múltiples aletas entre 20 a 64. Su eficiencia mecánica esta entre 70 a 75%.
No es muy utilizado a nivel industrial, porque es sensible a la acumulación de partículas
que tienden a desbalancearlo.
Ventiladores Axiales.
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El gas se mueve paralelo al eje de rotación.
Características:
 Poseen álabes en forma de alas de avión.
 El rotor se mueve dentro de una carcasa cilíndrica.
 Cuentan con rendimientos entre 75 a 85%.
Se clasifican en:
 Ventilador Turbo-axial, consta de una hélice montada en un tubo, cuenta con una
eficiencia mecánica entre 75 a 80%. El movimiento típico del aire de descarga es en
espiral o helicoidal.
 Ventiladores con aletas de guía, tienen similar constitución que los turbo-axiales y
tienen, adicionalmente, aletas en el lado de la descarga, lo que permite que el flujo del
aire a la salida sea rectilíneo, con ello se reduce la turbulencia y aumenta la eficiencia
mecánica a 85% y la capacidad de presión.
Ventiladores Tangenciales
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Disponibilidad de caudal de aire de baja velocidad en el orificio de salida de
mayores dimensiones realizado en longitud.
Elección entre un motor con corriente alterna o continúa.
Disponibilidad de motores de dos velocidades o de dos tensiones.
Montaje estándar con eje horizontal.
Amplia gama de temperaturas ambiente de uso, de –10 a +60° C.
Funcionamiento asegurado por una adecuada reserva de lubricante o, a petición,
por empleo de cojinetes a bolas.
Disponibilidad de realización protegida para el funcionamiento en ambientes
húmedos o con polvo.
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Ventiladores helicocentrífugos;
Son intermedios entre los centrífugos y los axiales, en ellos el aire entra como en los
helicoidales y sale como en los centrífugos.