Ventilacion

3. CIRCULACIÓN DE AIRE POR CONDUCTOS

Para ventilar un espacio, un recinto o una máquina, ya sea impulsando aire o bien extrayéndolo, es muy corriente tener que conectar el ventilador/ extractor por medio de un conducto, una tubería, de mayor o menor longitud y de una u otra forma o sección. El fluir del aire por tal conducto absorve energía del ventilador que lo impulsa/extrae debido al rocecon las paredes, los cambios de dirección o los obstáculos que se hallan a su paso. La rentabilidad de una instalación exige que se minimice esta parte de energía consumida. Como el consumo de un ventilador es directamente proporcional a la presión total Pt a que trabaja, podemos constatar que, de no cuidar el diseño de una canalización, puede darse el caso de gastar mucha más energía de lanecesaria.

Conductos rectangulares
Si la sección del conducto no es circular, caso frecuente en instalaciones de ventilación en donde se presentan formas rectangulares o cuadradas, es necesario determinar antes la sección

circular equivalente, ésto es, aquélla que presenta la misma pérdida de carga que la rectangular considerada. El diámetro equivalente puede determinarse de forma práctica pormedio de la gráfica de la Fig. 3.2.

DIÁMETRO EQUIVALENTE DE UN CONDUCTO RECTANGULAR CON IGUAL PéRDIDA DE CARGA

3.1 PéRDIDA DE CARGA
A la presión del aire necesaria para vencer la fricción en un conducto, que es la que determina el gasto de energía del ventilador, se le llama pérdida de carga. Se calcula a base de la longitud de la conducción, el llamado diámetro hidráulico, la velocidad ydensidad del aire y el coeficiente de frotamiento, de la rugosidad de las paredes, de las dimensiones y la disposición del mismo.

Tramos Rectos
La forma práctica de hacerlo es recurriendo a nomogramas confeccionados en base a todo el bagaje técnico necesario y son válidos para conducciones con la rugosidad corriente en materiales habitualmente usados. El nomograma de la Fig. 3.1 muestra uno deéllos para secciones circulares y un coeficiente de fricción λ = 0’02 (plancha de hierro galvanizada).
Fig. 3.2

33

Accidentes en la conducción
Las canalizaciones de aire no siempre se componen de tramos rectilíneos sino que a menudo se presentan accidentes en su trayectoria que obligan al uso de codos, desviaciones, entradas, salidas, obstáculos, etc., los cuales provocan una pérdida de cargaadicional. En consecuencia, será necesario calcular las pérdidas de cada uno de tales accidentes y sumarlas a las de los tramos rectos. Existen diversos métodos para calcular la pérdida de carga debida a los accidentes de una canalización, siendo el más usado en los manuales especializados (con muchos datos experimentales que permiten, con unas sencillas operaciones, determinar su valor), elsiguiente:
PRESIÓN DINÁMICA, CAUDAL Y DIÁMETRO
100.000 Conducciones circulares

50.000 40.000 30.000 20.000

Diá

m

.0 o2 etr

00

mm

Ø

10.000

00 1.0 0 90 800 700 600 500 400 300

5.000 4.000 3.000 2.000

1.000

200
500 400 300 200

3.2 CÁLCULO DE LA PéRDIDA DE CARGA
Método del coeficiente «n» Se basa este método en calcular la pérdida de carga de un elemento de laconducción en función de la presión dinámica Pd del aire que circula y de unos coeficientes «n» de proporcionalidad, determinados experimentalmente, para cada uno según su forma y dimensiones. La fórmula usada es: Pérdida de carga ∆P = n x Pd (mm c.d.a.) De esta forma calcularemos uno a uno los accidentes de la conducción que, sumados a los de los tramos rectos, nos proporcionarán la pérdida decarga total del sistema de conducción. La presión dinámica Pd que aparece en la fórmula puede hallarse fácilmente del siguiente modo. A partir del caudal de aire que circula Q (m3/h) y el diámetro del conducto d (m), en la gráfica de la figura 3.1 determinaremos la velocidad v (m/s) del aire. Con este dato, y por la gráfica de la fig. 3.3 encontraremos la presión dinámica pd (mm c.d.a.) que...