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3.1.- Leyes de los ventiladores.

Tienes que tener en cuenta que una vez que acoples el ventilador al sistema de aire acondicionado el punto de funcionamiento variará del que has proyectado. Esto es debido a que es difícil que coincidan las curvas del ventilador y la de la instalación en el punto calculado. En el sistema de conductos la presión es función del cuadrado del caudal multiplicado por un coeficiente característico de la instalación.


Ese coeficiente no es posible conocerlo a priori. Sólo una vez puesta en marcha la instalación podremos calcularlo experimentalmente. La siguiente figura te muestra como casan las dos curvas en un punto de funcionamiento.

En la práctica, si quieres conseguir funcionar en un punto determinado tendrás que variar alguna de las características del ventilador.

La relación entre distintas variables de los ventiladores se recoge en tres leyes. La primera es la relación entre la velocidad de rotación y el caudal impulsado. La relación es directa, es decir un aumento de la velocidad produce un aumento en la misma proporción el caudal impulsado. Es decir, a doble velocidad, doble caudal:

La relación entre la velocidad de rotación y la presión es cuadrática. Es decir, a doble velocidad, cuatro veces más de presión:

La relación entre la velocidad de rotación y la potencia absorbida es de tercer grado.

Donde:

n: velocidad del ventilador (puede ponerse cualquier unidad, siempre que ambas vayan en la misma - normalmente rpm)

p: presión total (puede ponerse cualquier unidad, siempre que ambas vayan en la misma - normalmente Pa)

q: caudal (puede ponerse cualquier unidad, siempre que ambas vayan en la misma - normalmente m3/s)

P: potencia del ventilador (puede ponerse cualquier unidad, siempre que ambas vayan en la misma - normalmente kW)

Finalmente, podemos relacionar la potencia, la presión y el caudal mediante la fórmula, fácilmente deducible:

En esta última fórmula, es importante utilizar las unidades del SI para obtener los resultados en la unidad correcta (P en W, q en m3/s y Δp en Pa)

Como ejemplos de utilización de estas fórmulas vamos a realizar algunos ejercicios.

Ejercicios resueltos

1.- Un ventilador instalado en una conducción de aire está proyectado que mueva 2 500 m3/h. Sin embargo en la realidad comprobamos que circulan 2 100 m3/h. La velocidad de giro es 800 rpm, calcula a qué velocidad tendrá que girar para entregar el caudal requerido y cuáles serán las variaciones de presión y potencia absorbida.

2.- La presión estática de un ventilador equivale a 20 mm cda y la presión dinámica a 5 mm cda. Calcular la presión total ejercida por el ventilador.

3.- Calcular el caudal de un ventilador que ha de producir 10 renovaciones de aire a la hora en una planta industrial que mide 50 m x 20 m x 8 m. Averiguar en qué porcentaje deberemos disminuir su velocidad para realizar 5 renovaciones a la hora.

Ejercicios para resolver

1.- un ventilador en condiciones normales genera una presión estática de 20 mbar y una presión dinámica de 2 mbar. La potencia de accionamiento es de 75 kW. El rendimiento total del ventiladores del 75 %. Calcular el caudal del ventilador.

2.- Un ventilador de tiro forzado tiene que trabajar contra una presión estática de 8 mbar. Las velocidades de los gases calientes a la salida y entrada del ventilador pueden suponerse iguales (lo que significa que la presión dinámica ≈ 0). El caudal es de 5 m3/s. El rendimiento total es del 65%. Calcular la potencia absorbida de la red por el ventilador.