Impulsor motorizado curvado hacia adelante
Cuando hayamos definido el caudal de volumen que necesitamos, ya sea para proporcionar aire fresco o enfriar el proceso, debemos combinarlo con la resistencia al flujo que encontrará el ventilador en la aplicación.El caudal volumétrico (en m3/hr) y la presión (en Pascales – Pa) se combinan para convertirse en el punto de trabajo contra el cual debe operar el ventilador.Es importante que seleccionemos un ventilador cuyas características de rendimiento cumplan con el punto de trabajo requerido en o cerca del punto de máxima eficiencia.El uso del ventilador en su máxima eficiencia minimiza el consumo de energía y el ruido emitido por el ventilador al mismo tiempo que brinda el rendimiento requerido.
¿Cómo funciona el ventilador centrífugo curvado hacia adelante?
El nombre, 'Ventilador centrífugo' se deriva de la dirección del flujo y de cómo el aire ingresa al impulsor en dirección axial y luego es impulsado hacia afuera desde la circunferencia exterior del ventilador.La diferencia en la dirección del flujo entre un ventilador centrífugo curvado hacia adelante y hacia atrás es la dirección en la que el aire sale de la circunferencia del impulsor.Con un impulsor curvado hacia atrás, el aire sale en dirección radial, mientras que con un impulsor curvado hacia adelante, el aire sale tangencialmente de la circunferencia del ventilador.
Un ventilador centrífugo curvado hacia adelante se caracteriza por su forma cilíndrica y muchas aspas pequeñas en la circunferencia del impulsor.En el ejemplo que se muestra a continuación, el ventilador gira en el sentido de las agujas del reloj.
A diferencia del impulsor curvado hacia atrás, el impulsor curvado hacia adelante requiere una carcasa que convierta el aire de alta velocidad que sale de las puntas de las palas del impulsor en una fuerza estática de menor velocidad.La forma de la carcasa también dirige el flujo de aire hacia la salida.Este tipo de carcasa de ventilador se conoce comúnmente como espiral;sin embargo, también puede denominarse carcasa de voluta o siroco.Al instalar el impulsor curvado hacia adelante en una carcasa de espiral, generalmente nos referimos a él como un ventilador curvado hacia adelante.
Hay dos tipos de sopladores que emplean un impulsor motorizado curvado hacia adelante, como se muestra a continuación...
El ventilador de entrada única de la izquierda aspira aire de un lado de la carcasa a través de la entrada redonda y lo dirige a la salida cuadrada (visto aquí con una brida de montaje).El ventilador de entrada doble tiene una carcasa de espiral más ancha que aspira aire desde ambos lados de la espiral y lo envía a la salida cuadrada más ancha.
Al igual que con el ventilador centrífugo curvado hacia atrás, el lado de succión del aspa del impulsor extrae aire del centro del ventilador, lo que resulta en un cambio de dirección del flujo de aire entre la entrada y el escape de 90°.
Característica del ventilador
El área de operación óptima para un ventilador centrífugo curvado hacia adelante es cuando está operando a una presión más alta.Un ventilador centrífugo curvado hacia adelante funciona mejor cuando se requieren presiones altas contra flujos de volumen más bajos.El siguiente gráfico ilustra el área de trabajo óptima...
El caudal volumétrico se traza a lo largo del eje X y la presión del sistema se traza en el eje Y.Cuando no hay presión en el sistema (el ventilador está soplando libremente), un ventilador centrífugo curvado hacia adelante producirá el mayor flujo de volumen.A medida que se aplica una resistencia al flujo en el lado de succión o escape del ventilador, la tasa de flujo volumétrico disminuirá.
Se debe tener precaución al seleccionar un soplador de curvatura hacia adelante para operar a bajas presiones y el flujo de volumen más alto.En este punto, el impulsor está operando en pérdida aerodinámica de la misma manera que un ventilador axial operando en el punto de silla de su curva.En este punto, el ruido y el consumo de energía estarán en su punto máximo debido a las turbulencias.
La eficiencia máxima se encuentra en un punto llamado codo de la curva característica.En este punto, la relación entre la potencia de salida del ventilador (flujo volumétrico (m3/s) x desarrollo de presión estática (Pa) y la entrada de energía eléctrica (W) es máxima y la presión sonora que produce el ventilador será Por encima y por debajo del rango óptimo de operación, el flujo a través del ventilador se vuelve más ruidoso y la eficiencia del sistema de ventilación disminuye.
El beneficio de usar un impulsor motorizado curvado hacia adelante de una sola entrada es que tiene una característica de ventilador empinado.Esto es particularmente útil en sistemas que requieren niveles constantes de filtración.A medida que el aire pasa a través de un filtro de partículas, el filtro detiene el polvo y el polen en el aire; cuanto más fino es el grado de filtración, más pequeñas son las partículas atrapadas por el filtro.Con el tiempo, el filtro se obstruirá cada vez más con suciedad y desechos, lo que tendrá como efecto que se requiera más presión para suministrar el mismo volumen de aire.El uso de un impulsor con una curva característica empinada en este caso significa que a medida que el filtro se obstruye cada vez más, el caudal volumétrico permanece constante mientras que la presión a través del filtro aumenta.
El beneficio de usar un impulsor curvado hacia adelante de doble entrada es que, desde un soplador de tamaño relativamente pequeño, puede entregar un flujo de alto volumen.El compromiso con el uso de un soplador de doble entrada es que tiene un desarrollo de presión más bajo, lo que significa que solo puede funcionar con sistemas de presión más baja.
Opciones de montaje
Como se mencionó anteriormente, el impulsor motorizado curvado hacia adelante produce aire a alta velocidad en las puntas de las aspas que deben ser dirigidas y desaceleradas para convertir la presión dinámica en presión estática.Para facilitar esto, construimos una voluta alrededor del impulsor.La forma se crea por una relación de distancias desde el centro del impulsor hasta la salida del ventilador.Al igual que con el ventilador curvado hacia atrás, también se recomienda tener una pequeña superposición entre el anillo de entrada y la boca del impulsor.Ambas consideraciones de montaje se muestran en el siguiente diagrama...
El diámetro del anillo de entrada solo debe permitir un pequeño espacio entre el impulsor y el anillo para evitar la recirculación de aire.
Consideraciones de montaje: espacios libres
Es importante garantizar suficiente espacio libre en la succión y el costado del ventilador...
Un espacio libre insuficiente en el lado de succión del ventilador aumentará la velocidad de entrada, lo que provocará turbulencias.Esta turbulencia aumentará a medida que el aire pasa a través del impulsor, lo que hace que la transferencia de energía desde el aspa del ventilador al aire sea menos eficiente, genera más ruido y reduce la eficiencia del ventilador.
Las recomendaciones generales para las condiciones de entrada y salida son:
Lado de entrada
- Sin obstrucciones ni cambios en la dirección del flujo dentro de 1/3 de distancia del diámetro del ventilador desde la entrada del ventilador
Resumen: ¿Por qué elegir un ventilador centrífugo curvado hacia adelante?
Cuando el punto de trabajo requerido cae en el área de presiones más altas del sistema frente a un flujo de volumen más bajo en la característica del ventilador, se debe considerar un ventilador centrífugo curvado hacia adelante de una sola entrada.Si el requisito para la aplicación es un flujo de gran volumen en un espacio restringido, se debe considerar un ventilador centrífugo curvado hacia adelante de doble entrada.
El ventilador debe seleccionarse dentro de su rango óptimo, que se encuentra en lo que se conoce como la rodilla de su curva característica.El punto de máxima eficiencia está más cerca del límite de presión más alta en la curva característica del ventilador, donde también está funcionando en su nivel más silencioso.Debe evitarse operar fuera del rango óptimo (en los extremos de un flujo de alto volumen) ya que la turbulencia y la eficiencia aerodinámica del álabe del impulsor en estos puntos generarán ruido y el impulsor también estará funcionando en pérdida aerodinámica.A presiones bajas y caudales de gran volumen, se debe tener en cuenta la temperatura de funcionamiento del motor bajo carga, ya que existe la posibilidad de que se produzca un sobrecalentamiento del motor.
El aire en el lado de entrada del impulsor debe mantenerse lo más suave y laminar posible.Para maximizar la eficiencia, debe dejarse al menos un espacio libre de 1/3 del diámetro del impulsor en la entrada del ventilador.El uso de un anillo de entrada (boquilla de entrada) superpuesto a la entrada del impulsor ayudará a eliminar las perturbaciones del flujo antes de que el aire pase a través del ventilador, reducirá el ruido inducido por la turbulencia, mantendrá el consumo de energía en el punto de trabajo al mínimo y maximizará la eficiencia.
La característica de operación empinada, la capacidad de presión más alta de los sopladores de entrada única y la capacidad de flujo alto de los sopladores de entrada doble significa que el ventilador curvado hacia adelante es una opción útil a considerar en una amplia gama de instalaciones.
Hora de publicación: 16 de agosto de 2023