Uno de los elementos más importantes del proceso de producción es garantizar unas condiciones de trabajo cómodas. La condición y composición de las masas de aire en cualquier industria a menudo requiere un ajuste debido a las emisiones de polvo, vapor y gas, humedad excesiva, altas temperaturas o impurezas tóxicas. Dependiendo de las características del proceso tecnológico, estos factores afectan no solo la salud de los trabajadores, sino también la estanqueidad de los equipos.
Un sistema de ventilación por extracción proporciona un régimen de temperatura aceptable, una humedad agradable y la eliminación de las masas de aire de desecho contaminadas con impurezas. No debe confundirse con el suministro de aire, que está diseñado para bombear aire fresco a las instalaciones, aunque ambos realizan sus funciones utilizando equipos especiales: ventiladores o eyectores.
Un sistema de escape que utiliza ventiladores radiales o centrífugos se utiliza ampliamente en la industria.
Sistemas de escape con ventiladores radiales
Los dispositivos efectivos y simples gozan de una merecida popularidad en la vida cotidiana. La campana de caracol, como se llama a estos ventiladores de otra manera, hace frente rápidamente a la eliminación de olores, humedad excesiva, bajando la temperatura en la cocina, baño, garaje, sótano o bodega. Tales sistemas se utilizan, por ejemplo, en salas de calderas o edificios de apartamentos.
La figura muestra un circuito que proporciona extracción de aire mediante un ventilador radial.
Diseño
La facilidad de montaje y la disponibilidad de elementos estructurales han llevado a que los ventiladores radiales se monten no solo en fábrica, sino también en casa. Después de todo, el montaje industrial, aunque tiene una garantía de calidad, no siempre está disponible en el rango de precios y en la configuración requerida para pequeños cuartos residenciales o de servicios públicos.
El diseño de un ventilador centrífugo estándar requiere la presencia de:
- El tubo de aspiración, que recibe las masas de aire y gas de escape.
- Rueda de trabajo (turbina) equipada con álabes radiales. Dependiendo del propósito, se pueden doblar hacia adelante o hacia atrás desde el ángulo de rotación. En este último caso, la bonificación será un ahorro energético de hasta un 20%. Proporcionan aceleración y también establecen la dirección del movimiento del aire.
- Un tubo colector en espiral o una carcasa en espiral, por lo que la estructura se denominó caracol. Está diseñado para reducir la velocidad de movimiento del aire impulsado a través del dispositivo.
- Ducto de escape. Debido a la diferente velocidad a la que se mueven las masas de aire en la boquilla de succión y en la carcasa en espiral, aquí se crea una presión suficientemente fuerte, que puede alcanzar hasta 30 kPa en condiciones industriales.
- Motor eléctrico.
Las dimensiones de la voluta, la potencia del motor, el ángulo de rotación y la forma de la hoja y otras características dependen del alcance y las condiciones específicas de la aplicación.
Principio de operación
La eficiencia de los sistemas de extracción de caracoles se basa en su sencillo principio de funcionamiento.
Durante el funcionamiento, el motor eléctrico inicia la rotación del impulsor.
Una rueda de turbina con álabes radiales, debido al movimiento centrípeto, es aspirada a través de la boquilla y acelera las masas de gas-aire.
Su movimiento se transmite por la naturaleza rotacional de la fuerza centrífuga de las palas. Esto proporciona un vector diferente a los flujos de entrada y salida.
Como resultado, el flujo de salida se dirige a la carcasa en espiral. La configuración en espiral proporciona desaceleración y posterior suministro de flujo presurizado al conducto de escape.
Desde el conducto de escape, las masas de gas-aire se descargan en los conductos de aire para su posterior limpieza y emisión a la atmósfera.
Si se proporcionan válvulas de cierre en los conductos de aire, el ventilador radial puede funcionar como una bomba de vacío.
Puntos de vista
La escala de las instalaciones, así como el nivel de contaminación y el calentamiento del aire en ellas, requieren la instalación de sistemas de escape del tamaño, la potencia y la configuración adecuados. Por lo tanto, los ventiladores centrífugos son de varios tipos.
Dependiendo del nivel de presión creado por las masas de aire en el conducto de escape, se clasifican en ventiladores:
- Baja presión: hasta 1 kPa. Muy a menudo, su diseño prevé hojas anchas, que se inclinan hacia la boquilla de succión, con una velocidad de rotación máxima de hasta 50 m / s. El ámbito de su aplicación es principalmente sistemas de ventilación. Crean un nivel de ruido más bajo, como resultado de lo cual pueden usarse en habitaciones donde hay personas constantemente.
- Presión media. En este caso, el nivel de carga creado por el movimiento de masas de aire en el conducto de escape puede estar en el rango de 1 a 3 kPa. Sus palas pueden tener diferente ángulo y dirección de inclinación (tanto hacia adelante como hacia atrás), soportando una velocidad máxima de hasta 80 m / s. El ámbito de aplicación es más amplio que el de los ventiladores de baja presión: también se pueden instalar en plantas de proceso.
- Alta presión. Esta técnica se utiliza principalmente para plantas de proceso. La presión total en el conducto de escape es de 3 kPa. La potencia de la instalación crea una velocidad periférica de las masas aspiradas de más de 80 m / s. Las ruedas de la turbina están equipadas exclusivamente con palas curvadas hacia atrás.
La presión no es la única característica que distingue a los ventiladores radiales. Dependiendo de la velocidad de las masas de aire, que proporciona el impulsor, se dividen en dos clases:
- Clase I: dice que las palas curvadas frontalmente proporcionan una velocidad de menos de 30 m / s, y las palas curvadas hacia atrás, no más de 50 m / s;
- La clase II incluye unidades más potentes: proporcionan una velocidad de las masas de aire impulsadas más alta que los ventiladores de clase I.
Además, los dispositivos se fabrican con diferentes sentidos de giro en relación con la tubería de aspiración:
- orientado a la derecha se puede instalar girando el cuerpo en sentido horario;
- hacia la izquierda - en sentido antihorario.
El ámbito de aplicación de los caracoles depende en gran medida del motor eléctrico: su potencia y el método de fijación al impulsor:
- puede aumentar la velocidad directamente en el eje del motor;
- su eje está conectado al motor mediante un acoplamiento y está fijado por uno o dos cojinetes;
- utilizando una transmisión por correa trapezoidal, siempre que se fije con uno o dos cojinetes.
Restricciones de uso
Es recomendable instalar ventiladores radiales para mover grandes volúmenes de masas gas-aire, siempre que no contengan:
- explosivos
- materiales fibrosos y suspensiones pegajosas en una cantidad superior a 10 mg / m3;
- polvo explosivo.
Una condición importante para el funcionamiento es el régimen de temperatura del medio ambiente: no debe ir más allá de -40 0Desde hasta +45 0C. Además, la composición de las masas de aire y gas que pasan no debe contener agentes corrosivos que contribuyan a la destrucción acelerada de la trayectoria del flujo del ventilador.
Por supuesto, para su uso en algunas industrias, los ventiladores se producen con un alto grado de resistencia a la corrosión, protección contra chispas y caídas de temperatura con carcasas y componentes internos hechos de aleaciones de alta resistencia.
