Ventilacion

Complementos de Minería
Redes de ventilación Parte 1

Contenidos
• • • • • Resistencia Leyes de Kirchhoff Circuitos en Serie Circuitos en Paralelo Circuitos Complejos o Redes de Ventilación • Definiciones

Resistencia
Esta es una de las ecuaciones fundamentales en ventilación minera. Su representación gráfica queda definida por una parábola que pasa por el origen. En general, cuantomayor es la resistencia R, más vertical será la parábola y, por consecuencia, para un mismo caudal Q, mayor será la caída de presión H.

Hl = R ⋅ Q2

Resistencia
R=

Hl = R ⋅ Q2

K ⋅ O ⋅ ( L + Le ) 5.2 ⋅ A3

Sistema Inglés

K ⋅ O ⋅ ( L + Le ) R= A3

Sistema Internacional

Leyes de Kirchhoff
Son dos leyes fundamentales que controlan el comportamiento en los circuitos eléctricos,desarrollado por el físico alemán Gustav Kirchhoff (18241887). Por analogía, la primera ley establece que la cantidad de aire que sale desde una unión debe ser igual a la cantidad de aire que entra a la unión.

Leyes de Kirchhoff
La segunda ley, conocida también como la ley de voltaje, establece que la caída de presión alrededor de cualquier circuito cerrado debe ser igual a cero, lo cual sepuede expresar como:

donde

es el valor absoluto del caudal

Ejemplo: En la figura se observa un circuito de dos vías, con un ventilador ubicado en la vía 1, el cual obliga al aire a seguir la dirección indicada. Determine Q1 y Q2, asumiendo que el ventilador trabaja con una caída de presión estática de 1” H2O, y las resistencias de las vías correspondientes son 10-10 y 15-10 pulgH2O*min2/ft4, respectivamente. Solución. Se asume que Por lo tanto, se substituyen el uno por el otro y se despeja desde

Si se supone Q2 en dirección opuesta, entonces

Circuitos en Serie
Existe dos tipos básicos de circuitos: en serie o paralelo. Los circuitos en serie se caracterizan por que la corriente de aire se mueve sin ramificaciones, vale decir, si no existen pérdidas, el caudal de airepermanece constante. La resistencia aerodinámica total del sistema es igual a la suma de las resistencias parciales y la caída de presión (depresión) total es igual a la suma de las parciales.

Circuitos en Serie
Si las corrientes de todos los tramos siguen la misma dirección, entonces

Circuitos en Paralelo
En este tipo de unión o separación las galerías se ramifican en un punto, en dos o máscircuitos, que se unen en otro punto. Cuando dos o más galerías parten de un punto y en el otro extremo se comunican con la atmósfera, también están en paralelo, ya que los extremos que salen a la superficie se entiende que tienen igual presión, en este caso la unión en paralelo es abierta, siendo cerrada cuando los dos puntos de reunión se encuentran en el interior de la mina. La característicabásica de las uniones en paralelo es que las depresiones de los ramales que la componen son iguales, independientemente del largo, resistencia y cantidad de aire. Las divisiones o separaciones pueden ser Naturales, en donde no hay regulación para controlar el caudal, o bien Controladas, en las cuales se coloca un regulador para controlar la cantidad de aire que pasa a través del ramal. A partir de laprimera ley de Kirchhoff, se obtiene que

en donde se establece que las caídas de energía en cada ramal son iguales.

Circuitos en Paralelo
Una resistencia equivalente en un circuito puede ser determinada a partir de la ecuación de Atkinson en cada ramal como una función de la caída de presión y la resistencia propia de cada ramal. De este modo, aplicando la primera ley de Kirchhoff, y deacuerdo con la figura (a), se obtiene

De esta manera, la ecuación anterior se puede expresar como:

es la resistencia equivalente del circuito.

Circuitos en Paralelo
Si se considera el costo económico en ciertos circuitos para un cierto caudal Q, el flujo paralelo tiene ventajas de acuerdo con las ecuaciones que definen las caídas de presión, caudales y potencia del aire. Considere 3...