Trabajo de Investigación: "Ventiladores"

Integrantes: Falcón Aranda Mayra Fidel Bravo Rosmery

Docente: Dr. Ángel Quispe Talla

Introducción Los ventiladores son las maquinas más usadas para producir el movimiento del aire en la industria. Su funcionamiento se basa en la entrega de energía mecánica al aire a través de un rotor que gira a alta velocidad y que incrementa la energía cinética del fluido, que luego se transforma parcialmente en presión estática.

Ventiladores

Es por ello que, es fundamental el conocimiento de los criterios que abarca el comportamiento de los ventiladores para una aplicación en particular, a fin de obtener beneficios deseados como la optimización de energía, la ventaja en obtención de flujo de aire con pérdidas mínimas; así como también su estudio ayuda a la aplicación y consolidación de conocimientos que más adelante pueden servir para un próximo futuro profesional en el sector del diseño de plantas, ya que la industria de alimentos es una de las más estrictas en cuanto a normativa de manipulación y cuidados de la calidad del aire en los espacios donde se lleva a cabo el procesamiento de los productos.

Objetivos Objetivo general  Realizar una investigación acerca de las generalidades de los ventiladores (clasificación, principios y características) y su importancia en la Industria Alimentaria

Objetivos específicos  Conocer las principales condiciones de operación que involucra el estudio referente a los ventiladores

Ventiladores

 Conocer la influencia de un sistema de ventilación en los ambientes de producción de la Industria Alimentaria

VENTILADOR Quevedo (2013) define un ventilador como una máquina que transmite energía a un fluido (aire o gases), produciendo un incremento de presión suficiente (Presión Total) con la cual mantiene un flujo continuo de dicho fluido. Asimismo, Granda (2017) menciona que un ventilador es una máquina que consiste Your Text Here LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, de paletas CU USU AGAM INTEGREque IMPEDIT. (alabes) giratorias reciben energía mecánica y la utilizan para mantener unLOREM flujo IPSUM continuo Your Text Here DOLORde SIT aire AMET,u otro gas que CU USU AGAM INTEGRE IMPEDIT. pasa a través del rotor.

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Principio de funcionamiento La clave del funcionamiento de un ventilador está en un propulsor giratorio, el cual adopta la forma de:



Rodete con alabes, siendo este el caso que se presenta si el ventilador es centrifugo.

Se llama rodete si la dirección de salida del aire impulsado es perpendicular al eje del ventilador.

Generalmente los rodetes mueven un volumen de aire menor que las hélices, pero con una presión mucho mayor

a

b



Hélice con palas de silueta, si el ventilador es axial. Se llama hélice si la dirección de salida del aire impulsado es paralela el eje del ventilador. Generalmente la hélice puede mover gran cantidad de aire comunicando al mismo una discreta presión.

Aplicaciones

Climatización

Ventilación

Extracción

Calefacción

Cortinas de aire

Tratamiento de aire comprimido

Refrigeración

Clasificación Los ventiladores, pueden clasificarse de formas muy diferentes, siendo la más común la siguiente:

Impulsores

Extractores

a. Ventiladores con envolvente Suele ser tubular, por lo que también se les denomina Tubulares y tienen por objeto desplazar aire dentro de un conducto.

Impulsores – Extractores

1. Según su Función b. Ventiladores murales

c. Ventiladores de chorro

Conocidos también como, simplemente, Extractores, sirven para el traslado de aire entre dos espacios distintos, de una cara de pared a otra

Son aparatos que se utilizan cuando se necesita una determinada velocidad de aire incidiendo sobre una persona o cosa

Clasificación

3. Según las condiciones de funcionamiento

2. Según la presión del ventilador

a. Ventiladores corriente

a. Baja presión

b. Media presión

c. Alta presión

Aquellos que no alcanzan los 70 pascales. Suelen ser centrífugos

Si la presión esta entre los 70 y 3.000 pascales, pueden ser centrífugos o axiales.

Cuando la presión del ventilador es superior a 3.000 Pa.

Efectúan el movimiento de aire no tóxico, no saturado, no inflamable, no corrosivo, no cargado de partículas abrasivas y que la temperatura no sobrepasa 80 °C ó (40 °C, si el motor se encuentra en la corriente de aire).

b. Ventiladores especiales Son los diseñados para vehicular gas caliente, húmedos, corrosivos, para el transporte neumático, antiexplosivo, etc.

El ventilador centrífugo consiste en un rotor encerrado en una envolvente de forma espiral. En este tipo de ventilador el fluido entra a través del cono de succión, el fluido es succionado por el impulsor rotatorio, el cual se mueve por medio de un elemento motriz externo a través de la flecha. En el impulsor se monta una corona directriz o corona de alabes, este elemento se encarga de convertir la energía cinética producida por el impulsor en energía potencial (presión) y envía al fluido a través de la caja espiral (carcasa) hacia la salida.

4. Según la Clasificación trayectoria del aire a. Ventilador Centrifugo o radial Estos ventiladores tienen tres tipos básicos de rodetes y cuyas particularidades son las siguientes:

Alabes curvados hacia adelante (∡ > 𝟗𝟎º)

Alabes curvados hacia atrás (∡ < 𝟗𝟎º)

Alabes rectos radiales (∡ = 𝟗𝟎º)

Clasificación

Son ventiladores que se caracterizan porque el aire sigue la misma dirección del eje del ventilador

b. Ventilador Axial las partes importantes que componen un ventilador axial y que afectan sus propiedades aerodinámicas son:

Carcasa o cilindro base

hélice o rodete

es la envolvente que protege el rodete y el motor del ventilador, es estacionaria y guía el aire hacia y desde el impulsor

es la parte móvil que al rotar imparte movimiento al aire, se compone de álabes y cubo o soporte de los álabes.

Rueda o directriz su función aerodinámica es direccionar el flujo de aire axialmente a la salida del ventilador

Difusor es un elemento de descarga del ventilador para reducir su presión dinámica de salida.

Estos ventiladores también se les llama helicoidales, dado que el flujo a la salida del ventilador tiene una trayectoria con forma de hélice. Se puede decir que estos ventiladores son aptos para transportar grandes caudales a bajas presiones.

Comparación entre ventilador axial y centrifugo

Curva característica del ventilador Un ventilador podemos caracterizarlo por su curva, que es el lugar geométrico de los puntos de funcionamiento del mismo.

La curva característica de un ventilador se obtiene dibujando en unos ejes de coordenadas los distintos valores caudal-presión, obtenidos mediante ensayo.

En el eje de las abscisas se muestra el caudal, y en el eje de las ordenadas la presión.

a

b la curva de rendimiento (η)

Curva de potencia absorbida (W)

Punto de trabajo de los ventiladores El punto de trabajo gira en torno a la curva características de los sistemas de instalación y a la curva característica del ventilador.

a

sistema  La Curva curvacaracterística característicadeldel sistema representa las condiciones de funcionamiento impuestas por la instalación. Tiene en cuenta tanto un desnivel de suministro extracción, como las pérdidas de carga.  LaCurva curvacaracterística característicadel delventilador ventilador se la obtiene de catálogos del fabricante, los cuales son entregados en el momento de la compra.

b

Entonces se puede definir al punto de trabajo como la representación de las condiciones concretas de operación del ventilador, en la que suministra o extrae un determinado caudal y su presión correspondiente. Es la intersección entre la curva del ventilador y la curva característica del sistema de instalación.

Leyes de los Ventiladores Las curvas características de los ventiladores siguen ciertas leyes, llamadas “leyes de los ventiladores”, que permiten determinar cómo varían: Caudal

Presión

Potencia absorbida por el ventilador al variar las condiciones de funcionamiento (diámetro de hélice, velocidad de rotación y densidad de aire).

a

Ventiladores en la Industria La importancia de los sistemas de ventilación industrial en general se relaciona con la comodidad y confort, debido a que el desarrollo del trabajo de un hombre y su salud pueden ser afectados a causa de una ventilación defectuosa. La calidad del aire en la atmosfera es solamente uno de los factores a considerar.

Ventilación natural

La ventilación industrial en general se compone de ventiladores empotrados en sistemas y espacios que requieren ventilación. El mecanismo de funcionamiento es similar a los ventiladores domésticos, con la salvedad de que son de tamaño más grande, mayor resistencia y potencia, además de funcionan mediante un sistema eléctrico trifásico debido a la exigencia de este tipo de equipos.

Ventilación mecánica

Ventilación en la Industria Alimentaria La supervisión del cumplimiento de la normativa en el Perú está a cargo del Ministerio de Salud, a través del DIGESA (para alimentos elaborados industrialmente) y a través del SENASA para producción y procesamiento primario. Ambos entes fiscalizan las condiciones con las que deben de contar los procesos productivos y finalmente los productos de consumo humano. El objetivo de ambos entes es garantizar que las industrias del sector cuenten con condiciones de inocuidad.

Las necesidades del sector que involucran la ventilación se pueden clasificar de la siguiente manera:

1. Aislamiento de ambientes 2. Mejora de la calidad del aire 3. Control de mejoras de Tº / humedad 4. Transporte neumático de materiales

1. Aislamiento de ambientes El aislamiento de ambientes implica evitar que dos espacios con condiciones distintas se mezclen.

Estos casos se pueden manejar con el uso de cortinas de aire industriales, que implica una evaluación del nivel de altura de la zona abierta y definir y garantizar la velocidad de aire de barrera que requiere la aplicación.

2. Mejora de la calidad del aire Como punto de partida, para mejorar las condiciones de la calidad de aire, se debe definir una adecuada renovación de aire según sea la aplicación. No es lo mismo renovar el aire de un ambiente con focos de calor o de emisión de gases, que renovar un almacén de productos terminados; tambien se debe definir las condiciones de presión de aire que se espera tener en los ambientes: presión positiva o presión negativa.

La mitigación y control de estos factores se logra implementando diferentes tipos de sistemas de ventilación como los siguientes:  Filtración de aire  Campanas de extracción  Colección de polvos

3. Control de mejoras de Tº / humedad En muchas de las aplicaciones en la industria alimentaria se necesita mantener condiciones equilibradas de temperatura y humedad en todos los procesos de producción, debido a que ello permite preservar las condiciones de conservación y calidad del producto final y medioambientales para el personal operativo.

4. Transporte neumático de materiales En la industria de alimentos existen procesos que implican el movimiento de materiales y para ello también es útil la ventilación. Los equipos que realizan esta tarea deben cumplir con condiciones particulares, algunas ventajas para optar por transportar materiales con ventiladores:

 Flexibilidad: Este sistema puede pasar por zonas que una faja transportadora no logra llegar.  Reducción de polución: Al tener todo el sistema diseñado con ductos, se logra mover todo el material a través de un sistema cerrado.  Reducción de costos de mantenimiento: El único equipo mecánico es el ventilador, lo que reduce la cantidad de mecanismos a mantener.  Mejorar las condiciones del producto transportado: El flujo de aire ayuda a mantener y optimizar las condiciones físicas del producto (enfría, airea y transporta).

Conclusiones  Los ventiladores son máquinas compuestas de un rodete de alabes que gira dentro de de una carcasa espiral; cuyo funcionamiento se basa en sus características caudal, presión y rendimiento; esto le permite tener sus aplicaciones muy variadas y extensas.  En el amplio estudio de los ventiladores es primordial conocer la caracterización de un ventilador reflejado en su curva característica; pues es la mejor referencia del mismo, ya que siempre nos indicará su comportamiento según sea el caudal y la presión que esté dando. Estas siguen leyes que permiten determinar la variación de caudal, presión y potencia absorbida al cambiar las condiciones de funcionamiento.

Ventiladores

 En la industria de alimentos la ventilación juega un papel primordial ya que reduce la cantidad de mecanismos a mantener para mejorar las condiciones físicas del producto; de esta manera también reduce los costos de mantenimiento.

Recomendaciones  Al adquirir un ventilador se recomienda verificar que en su catálogo estén reflejadas las curvas características correspondientes a dicho ventilador.  Para hacer uso de un ventilador, es imprescindible que las curvas características deben estar garantizadas por el fabricante y dar referencia expresa de la normalización que se ha utilizado para lograrlas.  Para determinar la curva característica de los ventiladores es necesario disponer de un laboratorio debidamente equipado; contar con unos técnicos analistas muy preparados y dedicar la atención y tiempo preciso para determinarlas.

Ventiladores

 Verificar los ensayos según una normalización determinada y tenerla en cuenta para comparar dos aparatos entre sí; ya que es de esperar una discrepancia de resultados, si no se ha utilizado la misma normalización para efectuarlos e incluso la misma disposición de ensayo dentro de la misma norma.