ventiladores, compresores y sopladores

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VENTILADORES Un ventilador es una máquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Podemos definirlo como una turbo máquina que transmite energía para generar la presión necesaria con la que mantener un flujo continuo de aire. Dentro de una clasificación general de máquinas, encontramos a los ventiladores como turbo máquinas 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

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mecanica de fluidos

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VENTILADORESUn ventilador es una mquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Podemos definirlo como una turbo mquina que transmite energa para generar la presin necesaria con la que mantener un flujo continuo de aire.Dentro de una clasificacin general de mquinas, encontramos a los ventiladores como turbo mquinas hidrulicas, tipo generador, para gases.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 aparatoTIPOS DE VENTILADORES:

Ventiladores con envolventeSuele 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).Ventiladores de chorro.Aparatos usados para proyectar una corriente de aire incidiendo sobre personas o cosas. Ventiladores centrfugosSon aquellos en los cuales el flujo de aire cambia su direccin, en un ngulo de 90, entre la entrada y salida. El rodete de estos aparatos est compuesto de labes que pueden ser hacia ADELANTE, RADIALES o ATRS. Se suelen sub-clasificar, segn la forma de las palas o labes del rotor, de la siguiente manera:

Ventiladores axialesSon aquellos en los cuales el flujo de aire sigue la direccin del eje del mismo. Se suelen llamar helicoidales, pues el flujo a la salida tiene una trayectoria con esa forma. En lneas generales son aptos para mover grandes caudales a bajas presiones. Con velocidades perifricas medianamente altas son en general ruidosos.Suelen sub-clasificarse, por la forma de su envolvente, de la siguiente manera:

Ventiladores transversalesEn estos ventiladores la trayectoria del aire en el rodete es normal al eje tanto a la entrada como a la salida, cruzando el cuerpo del mismo.

Ventiladores helicocentrfugosSon aparatos intermedios a los anteriores: El aire entra como en los axiales y sale igual que en los centrfugos.

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.

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 estndarSon 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 especialesSon los diseados para tratar el aire caliente, corrosivo, hmedo etc. o bien para ser instalados en el tejado o dedicados al transporte neumtico.

COMPRESORESEn cualquier circuito neumtico, la parte ms importante es aquella en donde se produce el aire comprimido. Esta parte es el elemento llamado compresor.Podra definirse el compresor como una mquina o dispositivo que toma aire con unas determinadas condiciones y lo impulsa a una presin superior a la de entrada. Tambin se puede definir como una mquina de funcionamiento alternativo o rotatorio que tiene por objeto la compresin de un fluido (aire generalmente) para utilizar su fuerza de expansin debidamente regulada y transmitida al lugar ms idneo.Los compresores se diferencian por su caudal o por su relacin de compresin.La relacin de compresin es un nmero adimensional que relaciona las presiones de entrada y salida del aire del compresor, es decir, informa del aumento de presin que provoca el compresor.El caudal es la cantidad de aire comprimido que nos proporciona el compresor en una unidad de tiempo, es decir, la cantidad de aire del que se puede disponer.Tanto el caudal, como la relacin de compresin que proporciona un compresor, deben ser adecuados al consumo de aire que requiere el circuito.Por lo general, los compresores se sitan en compartimientos especiales, bien sea en lugares apartados donde no puedan molestar por el ruido que producen al trabajar o bien en el exterior de las instalaciones donde se halla el circuito si lo que desea es conseguir un aire de mayor calidad, es decir con menos impurezas. Sin embargo, tambin hay algunos tipos de compresores bastante silenciosos y otros equipos que no necesitan estar en un lugar fijo, sino que pueden ser trasladados con facilidad de un lugar a otro.Los compresores se pueden clasificar en funcin de la forma de trabajo. Los ms usados son de embolo, que son muy baratos, pero hacen bastante ruido. Otro tipo son los giratorios o rotativos ms actuales y menos ruidosos. Dentro de cada grupo hay multitud de clases distintas de compresores.La tabla siguiente nos muestra los diferentes tipos de compresores:

Compresores de mbolo.Los compresores ms utilizados, como ya se dijo anteriormente, son los de embolo, debido a su precio y a su flexibilidad de funcionamiento, es decir, permiten trabajar con caudales de diferentes magnitudes y con un amplio rango de relacin de compresin.El funcionamiento de este tipo de compresores es muy parecido al de un motor de un automvil. Un eje, en el que va una manivela (cigeal), acciona la biela que produce un movimiento alternativo en el pistn. Al bajar el pistn, entra aire por la vlvula de aspiracin. En ese momento la vlvula de salida est cerrada. Cuando el pistn desciende hasta el punto muerto inferior, las dos vlvulas se cierran. En este momento comienza la compresin del aire que ha entrado al cilindro, debido al inicio del ascenso del pistn. Cuando este aire se ha comprimido hasta el mximo, entonces se abre la vlvula de salida. el aire comprimido es descargado en el depsito y comienza a viajar hacia el circuito a travs de los conductos del mismo.Como datos importantes de estos compresores, sealamos que pueden alcanzar presiones desde 6 kp/cm2 hasta un mximo de 10 kp/cm2 en los compresores de una etapa. En los de dos etapas se puede llegar hasta 15 kp/cm2. En cuanto a los caudales, pueden conseguirse hasta los 500 m3/min.Para realizar la compresin de aire, los compresores de mbolo suelen utilizar ms de una etapa, Producindose en cada etapa un aumento de la presin del aire. En la ltima etapa, el aire es expulsado a la presin final esperada.En general, los compresores de mbolo ms utilizados son los de dos etapas, Que suelen refrigerarse con agua o aceite (que circula alrededor de la camisa del compresor) o con aletas (que es un mtodo que busca el aumento de la superficie de refrigeracin con pequeas superficies muy delgadas), que se sitan alrededor de las cmaras de compresin.

Compresores RotativosLos compresores rotativos consiguen aumentar la presin del aire mediante el giro de un rotor. El aire se aspira cuando el rotor gira en un determinado sentido y despus se comprime dentro de la cmara de compresin que se origina en el compresor.Dentro de este tipo de compresores se pueden distinguir muchos tipos. Los ms importantes son los siguientes: Compresor Rotativo de paletasLa caracterstica fundamental de estos compresores es que poseen una serie de paletas radiales sobre el rotor que presionan las paredes de la cmara de compresin cuando giran (por la accin de la fuerza centrfuga). Entre cada dos paletas se crea una especie de pequea cmara de compresin que va comprimiendo el aire.Son muy silenciosos y proporcionan un nivel de caudal prcticamente constante.

Compresor de tornilloSon relativamente nuevos y, adems, caros, aunque debido a su bajo desgaste, a largo plazo son muy ventajosos.Son muy silenciosos y proporcionan unos caudales de hasta 8 m3/min, junto con una presin que oscila entre los 7 y los 14 bar.El funcionamiento de estos compresores se basa en el giro de dos tornillos helicoidales que comprimen el aire que ha entrado por el orificio de aspiracin, y lo expulsan hasta el orificio de salida.

DIAGRAMA DE PRESIN-CAUDAL

SOPLADORESUn soplador es un dispositivo mecnico que consiste de aspas mviles que tiene la funcin de forzar la circulacin del aire a travs de un Venturi, que es una reduccin que causa un incremento den la presin del aire, que se mueve a travs del mismo.

El soplador en un sistema de calefaccin de aire forzado, es el componente que mueve el aire a travs del intercambiador de calor o de las resistencias calefactoras y a travs delos ductos distribuidores del aire al edificio. En los sistemas con grandes ductos, se usan sopladores de ida y retorno.

Lossopladoresusadosenlossistemasdeaireforzandoincluyen ventiladores, sopladores centrfugos y sopladores de flujo axial. Los sopladores se utilizan en las mismas aplicaciones que los ventiladores, pero cuando se requieren vencer cargas estticas mayores que oscilen entre 2 y 10 psi (13.8-69KPa).

Los sopladores pueden ser de tipo:

Centrfugo Axial Aspas Axiales De Desplazamiento Positivo:Reciprocantes: de accin nica o dobleRotatorios: lbulo, paleta, tornillo1. Los

Sopladores Centrfugos

Consiste de un arrollamiento o cubierta metlica, la rueda de un soplador y las aletas de entrada. En la medida que el volante gire sobre su eje, se crea un rea de baja presin en el centro del volante. El aire pasa a travs de las aletas de la rueda del soplador y es jalado por medio de una fuerza centrfuga a travs de la descarga del soplador. La mayoradelossopladorestienenruedasconaletasparagirarenlasdirecciones de frente y reversa, estasaletas tienen una cierta curvatura. Los sopladores centrfugos, se usan en sistemas de aire forzado de baja presin y algunos de media y altapresin.Los sopladores centrfugos son compresores centrfugos a los que se los denomina Sopladores, por operaren aplicaciones donde se requiera baja presin y alto caudal de funcionamiento.

Sopladores de Flujo Axial

Estoscontienenunaruedaconunsopladorquetrabaja como una turbina de rueda que se encuentra montada sobre un eje con sus ejes paralelos al flujo del aire. El volante o rueda gira a alta velocidad. Los motores de este soplador y de los otros tipos, son elctricos y son los que proporcionan la potencia mecnica paraaccionar la rueda.

Los sopladoresdeaspasaxialesSonsimilaresalos ventiladores de ducto descritos, con la excepcin de que en aquellos es comn que los sopladores tengan aspas con forma de aeroplano e incluyan paletas dentro de la carcasa para reencauzar el flujo en forma axial dentro del ducto siguiente.Esto da como resultado una capacidad de presin esttica mayor para el soplador y reduce los remolinos del aire.

Los Sopladores de desplazamiento positivoEn los cuales un elemento rotatorio desplaza un volumen fijo concada revolucin. Los sopladores de desplazamiento positivo son requeridos para crear una cantidad predecible de gases qumicos de manejo de flujo con varias propiedades, talescomogasesinflamables,corrosivos,peligrosos,dealtapresinydealta temperatura.

- Los sopladores de lbulos vandesde muypequeos,para compresores producidosenserie, desdeunos 2ft3/min., hastalosmsgrandes,para unos 20000 PCMS. Seusan principalmente como sopladores debajapresin,que comprimenelaireogasesdesdela presin atmosfrica hasta 5 a 7 psi y, algunos hasta 25 psi, entipos especiales. El ms antiguo y conocido es el soplador delbulos, en el cual dos o tres rotores en forma de 8 se acoplan entre s y se impulsan con engranes de sincronizacin montados en cada eje. -Sopladoresdepaletasdedesplazamientopositivoofijo: Los sopladores de paletas de desplazamiento fijo pueden tener uno o varios elementos de bombeoEst formado por un elemento compacto que contiene el rotor, las paletas, el anillo del estator y los discos del cabezal. El conjunto se puede extraer con facilidad sin necesidad de desmontar la bomba del circuito hidrulico.Elperfilelpticodelanillodelestator,condoblescmarasdeaspiracin e impulsin contrapuestas, anula las fuerzas de empuje radiales sobre el rotor reduciendo el desgaste dela bomba. El empleo deun rotor depaletas mltiplesreduce laspulsacionesdela presin de impulsin, y con ellas lasvibraciones y el ruido producido por la bomba.

1. Estator mecanizado con una forma especial.2. Paletas mono bloque en forma de U".3. Cuerpo de bomba.4. Rotor.

- Sopladores a Tornillo: permiten trabajar a una mayor presin que los sopladores centrfugos, teniendo la posibilidad de trabajar en altos caudales a una presin mxima de3.5 bar.Los Sopladores aTornillo sondispositivosdedesplazamiento positivo, lo que la diferencian de los sopladores centrfugos. Este tipo demquinasusanuntornillohelicoidalexcntricoquesemuevedentro de una camisa y hace fluir el lquido entre el tornillo y la camisa. El fluido que rodea los rotores en la zona de aspiracin es atrapado a medida que estos giran, es empujado y forzado a salir por el otro extremo. Pueden operar con flujos fijos a su descarga, aun cuando bombeencontraunareddepresinvariable,nocomoenelcasodelos sopladores centrfugos, donde el flujo entregado depende de la presin a su descarga.Debido a sus caractersticas, este tipo desopladores son ideales para fluidos altamente viscosos, con contenidos de slidos muy altos, que no necesiten removerse o que formen espumas si se agitan.