Ventilacion

¿Qué es un Ventilador?

Un ventilador es una máquina rotativa que pone el aire, o un gas, en movimiento. Podemos definirlo como una turbomáquina que transmite energía para generar la presión necesaria con la que mantener un flujo continuo de aire.

Un ventilador consta en esencia de un motor de accionamiento, generalmente tiene controles propios: 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.

En el tipo helicocentrífugo y en el transversal, el elemento impulsor del aire adopta una forma cercana al de los rodetes centrífugos.

Circulación del 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: Teorema de BernouilliLa 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.

Presiones

Si el conducto es horizontal, o la diferencia es inferior a 100 metros, la presión por diferencia de altura es cero.

La presión estática Pe actúa en todos sentidos dentro del conducto. Se manifiesta en 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 total Pt es constante en todos los puntos del fluído considerado y su expresión es:

Pt = Pe + Pd

Caudal

Es la cantidad de aire que circula por el conducto. Su expresión es:

Q = v S (m3/h)

En la figura 1 se ha representado un tramo de conducto horizontal de aire (considerado sin pérdidas, para simplificar), recorrido por el caudal Q(m3/h), con la velocidad v (m/s) y de Sección S (m2). 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.

Curva Característica

Es la representación gráfica de todos los estados caudal-presión de qué es capaz un ventilador. Nos remitimos a la Hoja Técnica ventiladores1 :

Curva característica, en donde se trató monográficamente el tema.

Su representación en la figura 2 muestra una Curva Característica típica con expresión de las tres presiones mencionadas. Para cualquier ordenada en la gráfica, se cumple:

Pt = Pd + Pe

Tipo de Curva Característica Según sea el ventilador, su curva característica adopta una u otra forma primando el concepto de caudal sobre el de presión o viceversa.

En los ventiladores helicoidales, axiales, en comparación con el caudal de que son capaces, sus posibilidades de presión son discretas.

Los ventiladores centrífugos, en general, son capaces generar presiones altas con caudales más bien bajos y los ventiladores helicocentrífugos participan de ambas posibilidades de caudal y presión, si bien no en la medida que a específica de los otros.

Clasificación de los ventiladores

Los ventiladores han venido clasificándose de muy diferentes maneras y no es extraño que un mismo aparato puede aceptar dos, tres o más denominaciones.

Es bastante común adoptar la designación atendiendo a alguna de sus características adaptadas al caso que se está tratando.

1. De acuerdo a su función

1.1 Ventiladores con Envolvente, que 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

1.2 Ventiladores Murales.

Conocidos también como simplemente Extractores, tienen la función de trasladar aire entre dos espacios separados por un muro o pared, Fig. 5.

1.3 Ventiladores de Chorro.

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

2. Atendiendo a la trayectoria del aire.

2.1 Ventiladores Centrífugos.

En estos aparatos la trayectoria del aire sigue una dirección axial a la entrada y paralela a un plano

radial a la salida. Entrada y salida están en ángulo recto.

El rodete de estos aparatos está compuesto de álabes que pueden ser hacia adelante (fig. 7a), Radiales (7b) o atrás (7c).

2.2 Ventiladores Axiales.

La entrada de aire al aparato y su salida siguen una trayectoria según superficies cilíndricas coaxiales.

Los ventiladores descritos en 1.1, 1.2 y 1.3 pueden ser, también, axiales.

2.3 Ventiladores Transversales

La 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.

2.4 Ventiladores Helicocentrífugos

Son aparatos intermedios a los 2.1. y 2.2.: El aire entra como en los axiales y sale igual que en los centrífugos. Fig.9.

3. Atendiendo a la presión

3.1 Ventiladores de Baja Presión

Se llaman así a los que no alcanzan los 70 Pascales. Suelen ser centrífugos y por autonomasia se designan así los utilizados en climatizadores. Fig. 10.

3.2 Mediana Presión.

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