Ventilador centrífugo: características específicas del dispositivo y principio de funcionamiento del dispositivo.
Con el desarrollo del sector industrial, una gran cantidad de procesos tecnológicos requirieron un suministro de aire forzado.El sector de los hogares tampoco se ha quedado al margen. Algunos tipos de comunicaciones requieren un suministro regular de aire fresco.
Una solución elegante a este problema fue un ventilador centrífugo capaz de bombear de forma autónoma la cantidad necesaria de masa de aire. Pero ¿cómo está diseñado y cómo funciona? Son estas preguntas las que examinaremos en detalle en nuestro artículo.
Consideremos las características de diseño del dispositivo, sus capacidades, su ámbito de aplicación y los mejores fabricantes cuyos productos se presentan en el mercado. También le daremos recomendaciones sobre cómo elegir el modelo de ventilador adecuado.
El contenido del artículo:
La esencia de bombear y enrarecer aire con un ventilador.
Un ventilador es una estructura mecánica que es capaz de procesar el flujo de una mezcla de gas y aire aumentando su energía específica para su posterior movimiento.
Esta arquitectura de la unidad permite crear el efecto de inyección o rarefacción del gas de trabajo en el espacio mediante un aumento o disminución de la presión, respectivamente (mecanismo de conversión de energía).
La presión del gas se entiende como un proceso interminable de movimiento caótico de moléculas de gas que, al chocar contra las paredes de un espacio cerrado, crean presión sobre ellas.
Por tanto, cuanto mayor es la velocidad de estas moléculas, más impactos y mayor presión. La presión del gas es una de las principales características del gas.
Por otro lado, cualquier gas tiene dos parámetros más: volumen y temperatura. El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un gas. La temperatura del gas es una característica termodinámica que relaciona la velocidad de las moléculas y la presión que generan.
Estos "tres pilares" se basan en la teoría cinética molecular, que es la base para describir todos los procesos asociados con el procesamiento de gases y mezclas de gases.
El proceso de inyección es una concentración forzada de moléculas en un espacio confinado más allá de una determinada norma. Por ejemplo, la presión del aire generalmente aceptada en la superficie terrestre es de aproximadamente 100 kPa (105 kilo Pascales) o 760 mm Hg. Arte. (milímetros de mercurio).
A medida que aumenta la altitud sobre la superficie de la Tierra, la presión disminuye y el aire se vuelve enrarecido.
La rarefacción es el proceso inverso al bombeo, durante el cual las moléculas abandonan un sistema cerrado. El volumen sigue siendo el mismo, pero el número de moléculas disminuye significativamente, por lo tanto, la presión disminuye.
El efecto de bombeo es necesario para forzar el movimiento del aire. Es posible mover el aire mediante el efecto de rarefacción: para restablecer el equilibrio de presión en todo el sistema, las moléculas se mueven de un área más concentrada de moléculas a una menos concentrada.
Así se mueven las moléculas de gas.
Existe una variedad de diseños de sistemas de ventilación, pero se pueden dividir en varias clases según ciertos parámetros:
- Con cita. Hay ventiladores de uso general y especial. Los ventiladores se utilizan para el movimiento normal del gas. Los ventiladores especiales se utilizan para el transporte neumático y el transporte de mezclas de gases agresivos y explosivos.
- Por velocidad. Existen ruedas con palas con velocidades de rotación específicas bajas, medias y altas.
- Por rango de presión. Se conocen sistemas para generar presión baja (hasta 1 kPa), media (1–3 kPa) y alta (más de 3 kPa).
Algunos procesos industriales y domésticos que utilizan sopladores se producen en condiciones ambientales extremas, por lo que se establecen los requisitos correspondientes para los equipos.
Por lo tanto, podemos hablar de unidades y dispositivos de eliminación de humo a prueba de polvo, humedad, calor, corrosión, chispas y ventiladores convencionales.
La información sobre los tipos de ventiladores se analiza en detalle en otro. nuestro articulo.
Diseño de ventilador centrífugo
El sistema de diseño centrífugo es un mecanismo de bombeo con arquitectura radial que es capaz de generar presión de cualquier rango.
Diseñado para el transporte de gases mono y poliatómicos, incluidos compuestos químicamente "agresivos".
El diseño está “revestido” con una carcasa de metal/plástico, llamada carcasa protectora. La carcasa protege la cámara interior del polvo, la humedad y otras sustancias que pueden afectar negativamente el funcionamiento de la unidad.
Un producto de ventilación de alta calidad siempre tiene una determinada clase de protección. El grado de protección de la carcasa (Ingress Protection) es un estándar internacional unificado de calidad del producto que determina el nivel de protección del equipo contra las influencias ambientales.
El mecanismo es accionado por un motor eléctrico o de combustión interna (típico de los ventiladores industriales). El método más común es un motor eléctrico que hace girar un eje con un impulsor.
Existen varias opciones conocidas para transmitir el movimiento de rotación desde el motor al impulsor:
- acoplamiento elástico;
- Transmisión por correa trapezoidal;
- Transmisión continuamente variable (embrague deslizante hidráulico o inductivo).
Teniendo en cuenta la existencia de una gran cantidad de empresas fabricantes que crean sistemas únicos con una amplia variedad de parámetros dinámicos, los consumidores tienen a su disposición una gama bastante amplia de ventiladores.
Como resultado del intenso trabajo de los desarrolladores, tenemos una amplia gama de aplicaciones para este tipo de máquinas, que incluyen:
- sistemas de ventilación y calefacción en edificios privados y de varios pisos;
- suministro y purificación de aire para edificios no residenciales;
- sistemas de filtración en agricultura;
- Implementación de procesos tecnológicos en la industria ligera y pesada de diversas direcciones.
También hay opciones para usar sopladores en sistemas de extinción de incendios y reemplazo de aire ultrarrápido en espacios confinados.
Dichos ventiladores funcionan con mezclas de gases a alta temperatura, lo que obliga a los fabricantes a incluir en la documentación técnica información sobre el cumplimiento de sus equipos con las normas internacionales.
El diseño sencillo y probado del mecanismo centrífugo tiene una serie de ventajas claras:
- alta confiabilidad y rendimiento insuperable;
- facilidad y accesibilidad del mantenimiento de los equipos;
- seguridad de integración y operación de unidades;
- Costos mínimos de recursos energéticos y reparaciones en caso de avería.
Además, los sopladores tienen un umbral de ruido bastante bajo, lo que permite su uso en condiciones domésticas.Los ventiladores centrífugos también tienen una vida útil excepcionalmente larga debido a la ausencia de contacto directo de las partes de trabajo del mecanismo en la cámara de trabajo.
Características del ciclo de funcionamiento del dispositivo.
Veamos el principio de funcionamiento general de un soplador centrífugo con diseño radial. Tenga en cuenta que los expertos distinguen entre dos diseños principales de ventiladores: con una ubicación axial y radial de la entrada por la que se aspira el flujo de aire.
Esto afecta principalmente a la opción de instalar el ventilador en el sistema y prácticamente no tiene ningún efecto en el rendimiento general.
La entrada axial es típica de los sopladores de desplazamiento positivo de uso general. La ubicación radial de la entrada de flujo es típica de los sopladores de línea principal.
Durante la primera etapa del ciclo de funcionamiento del ventilador, el flujo de aire se mueve hacia la superficie de un impulsor que gira rápidamente. Las palas del impulsor dividen el aire en pequeños volúmenes que se mueven dentro de la cámara de trabajo.
Aquí la masa de aire se acumula, es decir, la masa de aire se comprime directamente en un pequeño volumen.
El diseño del cuerpo de la unidad tiene sus propias características.
Se conocen las dos formas de casco más comunes:
- redondeado;
- espiral.
La forma redondeada de la carcasa es típica de ventiladores que mueven una gran cantidad de aire en un corto tiempo de proceso. Y la forma de espiral es inherente a los ventiladores, que además comprimen el volumen de aire y generan presión media y alta.
En la segunda etapa, se bombea aire a la cámara de trabajo. Como saben, a volumen constante, con un aumento en la masa total de moléculas de gas, aumenta el número de colisiones de moléculas y, por lo tanto, aumenta su velocidad. En consecuencia, la presión del gas también aumenta.
En la etapa final, el gas comprimido se retira de la cámara de trabajo a la salida. Luego el aire pasa al conducto de aire central y se mueve en la dirección indicada.
El proceso de rarefacción ocurre exactamente al revés. El aire se toma de un conducto de aire o de un espacio confinado donde es necesario crear un área enrarecida y descargarla al medio ambiente u otro espacio confinado.
Especificación del ventilador centrífugo
Los sistemas de compresores se caracterizan por una serie de diferencias estructurales y dinámicas que deben tenerse en cuenta al seleccionarlos e implementarlos en el sistema de ventilación.
Las especificaciones incluyen:
- el diseño del propio soplador;
- tipo de motor;
- Bloque de control;
- colocación del impulsor y transmisión del movimiento de rotación del motor;
- ángulo de ubicación de las tuberías de entrada y salida;
- el material del que están hechas las piezas del producto, sus dimensiones y peso.
Los expertos también prestan atención al cumplimiento de los productos con las normas internacionales: normas ISO/IEC y GOST, marcado IP, directivas ATEX, etc.
La presión de descarga es el valor máximo que el ventilador es capaz de crear durante el funcionamiento en modo nominal.
PAGv =Psv +Pdv,
Dónde: PAGv - presión total, PAGsv - presión estática, PAGdv — presión dinámica.
Coeficiente diferencial: la diferencia entre la presión de entrada y la generada (bar).
El flujo volumétrico de aire es la cantidad de mezcla de gases que se mueve por unidad de tiempo (productividad). Generalmente calculado en m3/h para los productores nacionales, litro/min para los extranjeros.
La frecuencia de rotación es el número de revoluciones completas del impulsor por unidad de tiempo. Calculado en unidades/s o Hz. Hay que recordar que el nivel de carga del ventilador de aire no debe superar el 75% del máximo.
Al trabajar durante mucho tiempo en modo sobrecarga con una alta velocidad de rotación, el ventilador se sobrecalienta y puede fallar rápidamente. Pero este proceso puede controlarse gestionándolo a su propia discreción. ¿Para qué se usa esto? controlador de velocidad admirador
La presión sonora es el nivel de ruido de las piezas giratorias y la fricción del aire entre el metal. Medido a una distancia de 3 metros de la fuente cuando está operando a carga máxima. Se debe tener en cuenta el ruido a la hora de elegir un ventilador que funcione constantemente.
Uno de los dispositivos con un nivel de ruido minúsculo es ventilador sin aspas.
La eficiencia del ventilador es el producto de los tres coeficientes siguientes:
- pérdidas en el flujo de aire;
- fugas a través de huecos en la estructura;
- eficiencia mecánica del producto.
Para los ventiladores centrífugos, la eficiencia general está en el rango de 0,7 a 0,85, para los ventiladores axiales (de canal), no más de 0,95. Al elegir un ventilador radial, es necesario tener en cuenta el factor de seguridad del motor eléctrico de 1,2. Es decir, seleccionar la potencia del motor eléctrico un 20% más de la requerida.
La potencia del motor del ventilador está determinada por la fórmula:
N = (Q*P)/(102*3600*eficiencia),
Dónde: q — productividad (flujo de aire volumétrico), PAG — presión generada.
Selección de ventilador según necesidades.
El proceso de selección de equipos de ventilación para una instalación industrial (taller, hangar) es un proceso bastante interesante y complejo que debe realizar un especialista. Características de la ventilación de locales industriales en detalle. revisado aquí.
Ya existen soluciones listas para usar para apartamentos comunes y casas privadas. En el caso general (para un apartamento de 2-3 habitaciones) tenemos la siguiente arquitectura del sistema de ventilación:
- se instalan ventiladores en las salas de estar, cuyo número depende del tamaño del local y del número de residentes;
- Los difusores de escape están integrados en la cocina y el baño y además están colocados conductos de aire a la unidad de tratamiento de aire.
Un ventilador centrífugo incluye una unidad de control, un sistema de filtrado para la purificación del aire, un motor eléctrico y el propio ventilador radial.
El mercado actual de equipos de ventilación está representado por una amplia gama de empresas de fabricación extranjera: Systemair, Soler&Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH, MITA.
Los productos de estas empresas serán una excelente solución para problemas de ventilación de cualquier escala.
Las marcas nacionales Vents, Elkom, Domovent y Veza no son inferiores a ellas en términos de calidad de producción y confiabilidad de los equipos. Si tienes dudas sobre la exactitud de los cálculos realizados o la elección de un modelo concreto, te recomendamos contactar con el servicio de soporte de cualquiera de las empresas.
Si es propietario de un edificio privado de 1-2 plantas, edificio industrial o comercial de superficie similar (restaurante, almacén, comedor, cafetería, oficina), a la hora de elegir el equipamiento, debe tener en cuenta el volumen del local, la tipo de cambio de aire, longitud y sección transversal de las tuberías principales.
Asegúrese de prestar atención a la funcionalidad adicional de los ventiladores centrífugos y la posibilidad de integración en una variedad de sistemas de aire acondicionado.
Así, los sopladores radiales pueden equiparse con componentes auxiliares:
- temporizadores e interruptores de intervalo ajustables, fotosensores y detectores de humedad;
- controladores de velocidad e indicadores de estado;
- sensores de sobrecarga de motores eléctricos y falta de suministro de energía eléctrica;
- amortiguadores de vibraciones de resorte o aisladores de vibraciones de goma.
Si el ventilador se coloca dentro de un apartamento o casa, se puede cubrir con un panel decorativo frontal extraíble de aluminio o plástico, teniendo en cuenta el interior de la habitación.
Para muchos usuarios, un criterio importante a la hora de elegir un ventilador es el nivel de ruido. ¿Estás buscando un ventilador silencioso para tu baño? Le recomendamos que se familiarice con la calificación. fans silenciosos.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
En el siguiente vídeo los especialistas de Elcom hablan claramente de los ventiladores centrífugos:
A continuación se muestra un excelente ejemplo de instalación de un ventilador doméstico en un baño:
Otra opción para instalar un ventilador doméstico de bajo consumo en un apartamento:
El ventilador centrífugo clásico es el resultado de muchos años de experiencia en el diseño y producción de equipos de ventilación. No sólo es una excelente solución para la industria, sino también una óptima herramienta de transporte aéreo para viviendas y oficinas.
¿Estás pensando en comprar un ventilador centrífugo? ¿O notaste alguna discrepancia en el material desmontado? Consulta tus dudas y aclara aspectos tecnológicos en la sección de comentarios.
¿O tal vez ya has instalado un ventilador de este tipo en el baño? ¿Estás satisfecho con su trabajo? ¿Has elegido la potencia correcta del dispositivo para tu habitación? Envía una foto de tu fan y deja tus comentarios.
