Ventiladores centrifugos

1. CONSIDERACIÓN GENERALES

Los ventiladores son turbomáquinas operativas hidráulicas en que el fluido es un gas. En general la finalidad de un ventilador es la de aumentar la presión y la velocidad del gas. Los ventiladores se clasifican como máquinas hidráulicas por el hecho que es despreciable la variación del volumen específico a lo largo de la máquina.

1. ALTURA UTIL PARA UN VENTILADOR

La altura útil de un ventilador está definida por la misma relación que tenemos para las turbobombas.

[pic 1]

Donde con el índice (s) nos referimos a la brida de salida y con el índice (e) nos referimos a la brida de entrada.

Los valores de Ps – Pe resultan ser mucho más pequeños con respecto a los valores que se encuentran para las bombas; pero también los valores de [pic 2][pic 3] resultan ser mucho más pequeños con respecto a lo de los líquidos, de tal manera que el término [pic 4][pic 5] tiene el mismo orden de magnitud que se encuentra en las bombas. A diferencia de las bombas Vs resulta ser grande (20[pic 6][pic 7]30 m/s) y a veces mucho mayor que Ve, así que el término cinético puede resultar apreciable.

1. MEDICIÓN DE LA ALTURA UTIL

Tenemos tres casos. Consideramos primero el caso en que se utiliza un manómetro diferencial. Se haga referencia al esquema siguiente. Sea [pic 8][pic 9] el peso específico del fluido del proceso y sea [pic 10][pic 11] el peso específico del líquido manométrico.

[pic 12]

Sea h la indicación del manómetro, que en un primer momento consideramos expresada en (m), así como [pic 13][pic 14],[pic 15][pic 16].

Sea Px la presión que se ejerce sobre la superficie libre del líquido manométrico que se encuentra más arriba; tenemos:

[pic 17][pic 18] 🡪 [pic 19][pic 20]. La Presión que se ejerce sobre la superficie libre del líquido manométrico que se encuentra más abajo es: [pic 21][pic 22]. Ahora podemos escribir:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27][pic 28][pic 29][pic 30]

[pic 31]

Consideramos ahora el caso en que hay dos manómetros que comunican con la atmósfera; las superficies libres del líquido manométrico en contacto con la atmósfera se encuentran al mismo nivel, de tal manera que la presión atmosférica tenga el mismo valor para ésas dos superficies.

[pic 32]

Tenemos:

[pic 33][pic 34] 🡪 [pic 35][pic 36] 🡪

[pic 37]

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

Entonces: [pic 42][pic 43]

[pic 44]

Consideremos ahora el caso de un ventilador que aspire aire libremente de la atmósfera, es decir no hay una tubería antes del ventilador.

[pic 45]

Tenemos: [pic 46][pic 47]

Para todas las líneas de corriente que confluyen en la sección (e) el término [pic 48][pic 49] tiene el mismo valor. Consideramos el punto (A) que se encuentra bastante lejos de la sección (e) de tal manera que la velocidad en dicho punto sea despreciable. Entonces:

[pic 50]

[pic 51]

[pic 52]

[pic 53][pic 54][pic 55][pic 56][pic 57][pic 58][pic 59]

[pic 60]

En conclusión podemos decir que en todos los casos tenemos:

[pic 61]

Siendo h definido según la manera de efectuar la medición y pudiendo ser (Ve = 0 en el caso que el ventilador espire aire libremente de la atmósfera).

El cociente de los pesos específicos puede ser sustituido por el cociente de las densidades: [pic 62][pic 63].

Generalmente como líquido manométrico se utiliza el agua, así que tentemos:

[pic 64]

Podemos escribir [pic 65][pic 66]; entonces:

[pic 67][pic 68]. En esta expresión [pic 69][pic 70] está expresado en [pic 71][pic 72] y h en m. indicamos con h* la lectura del manómetro expresada en (mm). Tenemos 1000h = h*. Al final tenemos:

[pic 73]

1. EXPRESIÓN DE LA ALTURA UTIL EN (mm) DE COLUMNA DE AGUA

Es costumbre expresar la altura útil de un ventilador en mm de columna de agua. Indicamos con [pic 74][pic 75] la altura útil, así expresada, tenemos:

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