Estudiante

Ventilación

PERDIDA DE CARGA EN UNA MINA

Cuando se trata de un flujo, en este caso aire que circula a través de ductos o labores, tenemos que considerar 2 situaciones que son importantes a la hora diseñar un sistema de ventilación. En primer lugar el aire es compresible, pero para efectos de nuestros diseños y cálculos lo tomaremos como incompresible, el porque esta relacionado con lasbajas presiones que existen en la ventilación. Por ultimo tenemos que establecer que se trabajan con flujos lineales, es decir en una sola dirección.

Si entendemos por Energía la capacidad que tiene un flujo o fluido para realizar un trabajo, es iluso pensar que esta es constante durante todo un ducto o labor, es decir por principio de conservación de la energía siempre vamos a tener un deltaenergético que va a estar relacionado con las perdidas de energía entre un punto y otro.


En este caso tenemos la siguiente ecuación:



E1 = Energía total en el punto 1
E2 = Energía total en el punto 2
∆E = Perdidas de flujo entre el punto 1 y 2

Si recordamos de mecánica de fluidos: la ecuación de Bernoulli nos describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de unalínea de flujo y además expresa que en un fluido perfecto (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.



Si observamos esta ecuación tenemos que los primero términos de cada lado de la ecuación nos hablan de la energía estática, el segundo de la energía dinámica y el tercero de laenergía potencial.
Sin embargo tenemos un termino HL que nos indica las perdidas de energía en el trayecto, lo que en Bernoulli no estaba contemplado. Un estudio aun mas acabado determino que estas perdidas se deben a cambios de dirección y fricción durante el recorrido.
Como en Bernoulli solo se puede ingresar a la formula con presiones absolutas, lo cual resulta poco práctico y además no seusa en ventilación, se estableció usar presiones manométricas bajo la siguiente ecuación:



Hs = carga estática
Hv = carga dinámica
Hl = perdidas de carga debido a fricción y choque

¿Como se mueve el fluido de un lugar a otro?

Para que exista flujo desde un punto a otro tiene que haber diferencia de presión entre ambos puntos de lo contrario no hay un flujo dirigido. Además el logrode estas diferencias de presión tiene relación con la energía que le entregamos y que es consumida posteriormente por las perdidas de carga. Como se menciono anterior mente estas perdidas de carga (consumo de energía) son producidas principalmente por perdidas friccionales y por choque. Esto viene dado por la ecuación:



Donde:

Hf = perdidas por fricción
Hx = perdidas por choquePERDIDAS POR FRICCION

Principalmente son causadas por la resistencia que ofrecen las galerías al paso del flujo de aire.
Están en función de varios parámetros, tales como la velocidad del aire, el largo de la sección, el diámetro promedio, etc.
Forman parte de casi la totalidad de las perdidas de carga en un sistema de ventilación.

PERDIDAS POR CHOQUE

A diferencia de las pérdidas porfricción estas son causales del 10-30% de las pérdidas de carga totales dentro del sistema y se producen normalmente por:

Cambio de dirección del flujo
Entradas y salidas de aire del sistema
Bifurcaciones o uniones de dos o mas flujos
Obstrucción en las galerías de ventilación
Puertas defectuosas
Cambios de sección, etc.

¿Por qué hay que considerar estas perdidas dentro de un sistema?

Esindispensable obtener con exactitud las perdidas por fricción y choque, ya que son estas las que nos indicaran la cantidad de presión que hay que entregarle al sistema para que funcione correctamente. Estos parámetros nos ayudaran a diseñar el sistema de ventilación, cuanto aire inyectar, como lo inyecto, cuanto tengo que inyectar, etc.

Para ello se ha establecido que las carga totales de...