Diseño de ventiladores centrífugos

Todos los ventiladores industriales funcionan simplemente con el mismo principio de acción. El fluido golpea el rodete en movimiento (giratorio) y éste transfiere su energía cinética y dinámica al fluido. Como resultado de esta acción el fluido se desplaza a cierta distancia con mayor presión.

Ventiladores centrífugos

Los ventiladores centrífugos funcionan por centrifugación. Cuando el fluido (normalmente aire) golpea el impulsor del ventilador, el impulsor transfiere su energía rotacional al fluido mediante la fuerza centrífuga. Así, la energía rotacional del impulsor se transfiere al fluido en forma de energía radial bajo la acción de la fuerza centrífuga.

Variables de diseño del ventilador centrífugo:

• Número de álabes
• Forma de los álabes
• Curvatura de los álabes
• Longitud axial de los álabes
• Profundidad radial de los álabes
• Diámetro del impulsor
• Álabes guía
• Anchura del ventilador
• Holgura y exposición del impulsor
• Material de construcción

Hay 3 factores importantes que deben tenerse en cuenta al diseñar la curvatura de los álabes de los ventiladores centrífugos. Estos incluyen la dirección de acción que el impulsor imparte en su energía rotacional al aire, como una punta radial, curva hacia atrás o curva hacia adelante.

En el diagrama, los subíndices 1 y 2 representan las corrientes de fluido afluente y efluente. El impulsor rotativo del ventilador cuando entra en contacto con el fluido, desarrolla momentum en el fluido por lo tanto podemos concluir que la fuerza desarrollada por el ventilador es igual a la tasa de cambio de momentum. La potencia ideal, asumiendo que no hay pérdida de potencia, la potencia puede elevar cierta masa M a cierta altura H. toda la energía cinética es transferida a energía potencial gravitacional. Esta energía cinética del fluido en movimiento es totalmente recuperable informar de energía potencial igual a la altura de fluido de la columna para la unidad de peso. Las variables de diseño de los ventiladores centrífugos incluyen los ángulos de las palas, la velocidad absoluta del fluido, la velocidad tangencial del fluido, la velocidad radial del fluido, la velocidad radial de las palas y la velocidad del fluido relativa a las palas.

Como el componente de velocidad radial del fluido (aire) es constante en todo el impulsor, la tasa de cambio del momento es directamente proporcional a la tasa de cambio de la velocidad tangencial. Para facilitar el diseño de un ventilador centrífugo, es mejor dividir los componentes de la velocidad absoluta (V) en Va y Vr. Los subíndices a y r representan las componentes axial y radial de la velocidad, ambas perpendiculares entre sí.

En el diagrama, los subíndices 1 y 2 representan las corrientes de entrada y salida del fluido. El rodete giratorio del ventilador, al entrar en contacto con el fluido, desarrolla momento en el fluido, por lo que podemos concluir que la fuerza desarrollada por el ventilador es igual a la tasa de cambio de momento. La potencia ideal, asumiendo que no hay pérdida de potencia, la potencia puede elevar cierta masa M a cierta altura H. toda la energía cinética es transferida a energía potencial gravitacional. Esta energía cinética del fluido en movimiento es totalmente recuperable informar de energía potencial igual a la altura de la columna de fluido para la unidad de peso. La siguiente ecuación representa este fenómeno:

La presión inducida por el aire de la columna de altura H se puede encontrar por una ecuación bien conocida es decir P=ρ.g.h. La presión se puede encontrar hallando el producto de la densidad, la aceleración gravitacional y la altura del fluido en la columna. Así podemos desarrollar una ecuación para la presión desarrollada por el ventilador centrífugo:

Podemos ignorar el Va1 porque el aire entra en el ventilador centrífugo en dirección radial. Así que la ecuación de la presión teórica total del ventilador y la cabeza de presión pueden ser representadas por las ecuaciones:

Tenemos una correlación para relacionar ventilador de velocidad, diámetro del rodete con la velocidad.  Ahora es deseable en la práctica relacionar la presión teórica desarrollada por el ventilador en función de los caudales y la geometría de los álabes. Esto se puede representar mediante la equiparación:

Aquí en esta ecuación: n representa el número de revoluciones en (RPMs) y D representa el diámetro del rodete. Y finalmente podemos encontrar la velocidad radial del aspa del ventilador centrífugo por la siguiente correlación:

Esta explicación del diseño del ventilador centrífugo es un poco técnica, pero para aquellos que comprenden las ecuaciones, sin duda entienden esta teoría; pero si todavía necesita ayuda en LLORVESA estaremos encantado de ayudarle.