VENTILADORES MINEROS

7/21/2019 VENTILADORES MINEROS

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VENTILADORES DE MINAS

Partes importantes de un ventilador

Un ventilador se define simplemente como una mquina rotatoria que expulsa aire en

forma continua. Las partes importantes que componen un ventilador y que afectan suspropiedades aerodinmicas son: impulsor (Hlice). Es la parte del ventilador que al

rotar imparte movimiento al aire. Carcaza. Es estacionaria y gua el aire hacia y desde

el impulsor. Otras partes de un ventilador y que juegan, tambin, un papel importante

en su rendimiento, son las paletas de entrada, difusores o evasores.

Clasificacin

Segn su tipo. Para el propsito de ventilacin de minas, los ventiladores pueden

clasificarse en dos categoras principales:

Radiales o centrfugos. El aire abandona el impulsor en una direccin en 90 respectoal eje del impulsor.

Axial. La forma como el aire es obligado a pasar a travs del ventilador se asemeja al

principio de accin de un par tornillo-tuerca; el impulsor tiene el papel de tornillo y la

corriente de aire hace las veces de la tuerca. Al girar el impulsor tiene movimiento de

avance y de rotacin.

Formulas fundamentales

Siendo: Q = caudal de aire en m3/seg. H = depresiones del circuito (presin esttica) en

mm.c.a. (Kgr/m2). Pot = potencia del motor en HP. ! = eficiencia del ventilador, segn

sea el tamao, fabricacin y el punto de trabajo del ventilador, su eficiencia varia

normalmente entre 70 a 80%. AHP = potencia necesaria para mover el caudal Q en un

circuito cuya depresin es "H", en HP. BHP = potencia al freno del ventilador, en HP. DE= eficiencia de la transmisin, varia entre 90% para transmisin por poleas y correas, a

100% para transmisin directa. ME = eficiencia del motor, varia entre 85 a 95%.

Curvas caractersticas de los ventiladores:

La representacin de los ventiladores puede ser expresada por tablas o grficos. Los

ms usados son los grficos, con dibujo de las curvas caractersticas del ventilador en

trminos de las variables operacionales; cada presin, caudal, potencia y eficiencia. La

figura muestra los valores y esencial para la solucin de problemas de ventilacin, es la

curva caracterstica H-Q.


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Leyes de los ventiladores

El desempeo de los ventiladores se mide a travs del caudal, cada, potencia y

eficiencia, pero hay otras variables que tienen tambin influencia en el desempeo y

estas son la velocidad rotacional del ventilador (n)(r.p.m.), el tamao (D)(pies) y la

densidad del aire (w)(lb/pie3 ) y adems hay otra variable que es el paso de las aspas.

Las leyes de los ventiladores estn basados en las ecuaciones del caudal, cada,

potencia que expresan matemticamente la relacin de las variables dependientes e

independientes, o sea, que ellos permiten predecir el desempeo bajo nuevas

condiciones de velocidad n, dimetro D y densidad w. Las leyes se aplican a todo tipo

de ventiladores y sin importar su ubicacin con respecto al sistema (suplante o

aspirante).


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Cambio de velocidad

Ejemplo: dado la curva caracterstica de un ventilador con n1 = 800 rpm y la nueva

Curva con n2 = 1.600 rpm. S en el punto a1 Q1= 50.000 cfm, Hs1= 0.75 in, Pm1= 10

bhp y h1= 59%.

Q2= 50.000 (1.600/800) = 100.000 cfm

Hs2= 0.75 (1.600/800)2 = 3.0 in

Pm2= 10 (1.600/800)3 = 80 bhp

h2= 59%

Cambio de tamao

Ejemplo: dado la curva caracterstica de un ventilador con D1= 48 in a n1= 800 rpm

y la nueva curva con D2= 84 in s n2 se mantiene constante.

Q2= 50.000 (84/48)2 = 153.000 cfm

s2= 0.75 in

Pm2= 10 (84/48)2 = 30.6 bhp

h2= 59%

la velocidad rotacional tendr que cambiar

n2= 800 (84/48) = 457 rpm


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Cambio de densidad

Ejemplo: dado la curva caracterstica de un ventilador para la densidad w1= 0.050

lb/pie3 y la nueva curva para la densidad w2= 0.075 lb/pie3.

Q2= 50.000 cfm

Hs2= 0.75 (0.075/0.050) = 1.12 inPm2= 10 (0.075/0.050) = 15 bhp

h2= 59%

Aplicacin de ventiladores al sistema

Punto de operacinUn sistema de ventilacin consiste de un ventilador o combinacin de ventiladores

y una red conectada a ductos sin obstruccin con todo o parte del flujo total. La

resistencia de la red es funcin del layout y por lo general controlado por el ingeniero,

pero las caractersticas del ventilador es funcin del diseo y es controlado por el

fabricante. Por lo tanto, es esencial sacar partido correcto a la cada y caudal de las

caractersticas de la mina. Cuando un ventilador acciona contra una resistencia, esta

condicin de equilibrio se conoce como punto de operacin, existe cuando la cada de

presin desarrollada por el ventilador es exactamente a la cada de presin de la mina

e induce un flujo de aire igual a la capacidad del ventilador.

El punto de operacin es determinado por la curva caracterstica del ventilador y

la curva caracterstica de la mina. La interseccin de las dos curvas es el punto de

operacin, como muestra la figura, es usual practicar con la curva caracterstica cada

esttica . caudal en la localizacin del punto de operacin. La presin de velocidad es

desatendida; debido a que las curvas de los ventiladores cadas y

eficiencias son estticas.


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Ejemplo: dado la curva caracterstica del ventilador mostrado en la figura, se asume

que el ventilador opera a velocidad constante de 1.000 rpm con un caudal de 140.000

cfm a 3.5 in. Por lo tanto, en el nuevo punto de operacin el caudal ser 175.000 cfm y

determine el nuevo punto de operacin.

Dibuje la curva caracterstica de la mina usando la ecuacin H = R Q2, y basado en la

primera ley, la nueva velocidad del ventilador debe ser calculada.n2= n1 (Q2/Q1) = 1.000 (175.000/140.000) = 1.250 rpm

H2= H1 (n2/n1) = 3.5 (1.250/1000) = 5.5 in


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Ejemplo: determine la velocidad con 72 in el ventilador operar con un caudal de

90.000 cfm a 2.0 in de agua y una densidad de 0.085 lb/pie3. La curva caracterstica es

similar a la del ventilador de 48 in de dimetro opera a 1.500 rpm y 0.075 lb/pie3 es

mostrado en la figura.

n2= n1 (D1/D2) = 1.500 (48/72) = 1.000 rpm

Q2= Q1 (D2/D1)3 (n2/n1) = Q1 (72/48)3 (1.000/1.500) = 2.25 Q1H2= H1 (D2/D1)2 (n2/n1)2 (w2/w1) = H1 (72/48)2 (1.000/1.500)2 (0.085/0.075) = 1.13

H1

Sistemas mltiples de ventiladores

Ventiladores en serieDesde la relacin cada . caudal para los ventiladores son empricas, mtodos grficos

son requeridos para determinar las caractersticas de los ventiladores mltiples,incluye estos operando en serie. Algn nmero de ventiladores puede

ser combinados en serie, la figura ilustra dos ventiladores en serie. La figura ilustra la

curva caracterstica de dos ventiladores idnticos en serie y la curva caracterstica de la

mina. Obtenga la curva caracterstica, se suma la cada de presin de cada ventilador,

manteniendo el caudal constante. Con un ventilador opera contra la resistencia de la

mina, el caudal era de 145.000 cfm a 4.0 in de agua; con ventiladores combinados. El

caudal incrementado a 183.000 cfm a 6.6 in de agua, entonces cada ventilador opera a

183.000 cfm a 3.3 in agua.


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La figura muestra la curva combinada de dos ventiladores diferentes operando

en serie. El caudal total obtenido es de 162.500 cfm a 6.6 in de agua, la cada es

dividida en dos ventiladores como sigue:

Ventilador A Hs= 1.9 in

Ventilador B Hs= 4.7 in


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Ventiladores en paralelo

Los ventiladores pueden operar en paralelo incrementando el caudal contra la

resistencia de la mina. Ms aire es necesario en el desarrollo de la mina, a menudo se

practica combinando ventiladores en paralelo. Cuando los ventiladores son instalados

en paralelo en algn punto del sistema, cada ventilador desarrollar la cada requeridaa la resistencia de la mina, y cada ventilador tirar una porcin del caudal total al

sistema.

La interseccin de la curva caracterstica combinada y la curva caracterstica de la

mina, determina el punto de operacin del sistema combinado, y desde entonces los

ventiladores operan a igual cada de presin, este sistema operativo de cada,

determinar el caudal relativo que cada ventilador producir individualmente en

paralelo.

Ejemplo: las curvas caractersticas de dos ventiladores son (1) idntico y (2) diferente.

La curva caracterstica de dos ventiladores operando en paralelo se obtiene por la

suma de los caudales a igual cada de presin.La figura muestra la curva caracterstica de dos ventiladores idnticos operando

en paralelo y la curva caracterstica de la mina. A dems los ventiladores son idnticos,

el caudal de cada cada es duplicado. Cada ventilador opera en paralelo produciendo

una cada de presin de 3.85 in a un caudal combinado de 245.000 cfm. Tericamente,

cada ventilador inducir la mitad del caudal total. Por lo tanto,

en la practica esto no ser.

La figura muestra el resultado de dos ventiladores diferentes operando en paralelo.

Cada ventilador opera a una cada de presin de 3.9 in de agua pero contribuyen

diferentes caudales, induciendo al caudal total 300.000 cfm. El ventilador A induce

117.500 cfm y el ventilador B induce 182.500 cfm.


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Ventiladores y ventilacin natural

La cada de ventilacin natural Hn es el resultado de las condiciones trmicas que

causa el flujo de aire sin obstruccin a la mina fuera a la fuente de presin mecnica.

Las curvas caractersticas de los ventiladores dependen del diseo, pero la curva

caracterstica de la ventilacin natural es dependiente de las densidades y laprofundidad de la mina, ahora bien, se dibuja una lnea horizontal constante a la cada

en la grfica H-Q. La interseccin de la curva caracterstica de la mina y la curva

caracterstica constante de la ventilacin natural determina el punto de operacin, tal

como se ilustra en la figura.

Cuando la ventilacin natural genera una cada en la misma direccin del ventilador,

este ayuda al ventilador. Cuando la ventilacin natural genera una cada opuesta a la

direccin generada mecnicamente, Hn es opuesto al ventilador y el ventilador debe

vencer ambos el Hn y la resistencia de la mina.

En la figura muestra el punto de operacin cuando la ventilacin natural afecta al

ventilador. Note que esta medida actual del punto de operacin determina losconsumos de potencia, eficiencia y as en lo sucesivo.

Entonces Hn es una fuente de presin desempeada en los mismos flujos del circuito

del ventilador, esto puede ser considerado como un ventilador separado en serie con

el ventilador de la mina. Determine la curva caracterstica combinada del ventilador y

Hn, combine las caractersticas del ventilador y las caractersticas de la ventilacin

natural en serie. Cuando Hn asiste al ventilador, la presin generada son en igual

direccin; entonces, las caractersticas combinadas son fundadas por la creciente de la

caracterstica del ventilador por una cantidad igual al Hn.

Cuando la ventilacin natural se opone al ventilador, las presiones son generada en

direcciones opuestas, bajo estas condiciones, la caracterstica combinada es fundada

por la decreciente de la caracterstica del ventilador por una cantidad igual al Hn.


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Curvas caractersticas de losVentiladores

Con las curvas, es posible descubrir que el ventilador desarrollar una determinada

cada y caudal, y determina ahora cambios de condiciones que afectar al ventilador.

Las curvas caractersticas relacionan las variables convencionales (cada, caudal,potencia y eficiencia, si es un ventilador de flujo axial) son generalmente empleado por

el usuario. Como muestra en la figura, algunas fbricas suministran las curvas del

volumen especfico vs la velocidad

Especfica para un largo nmero de conjuntos de aspas para todos los ventiladores.

Velocidad especfica ns = D*n

H

Volumen especfico Qs = Q

D2*H

Estas ecuaciones son dadas para calcular volumen especfico y velocidad especfica;

estas son usadas para desarrollar los valores que aparecen en las tres tablas. Por lo

tanto, el dimetro del ventilador D, la velocidad de rotacin del ventilador n, la

densidad del aire si es diferente a 0.075 lb/pie3, si la cada de presin total de la curva

debe ser conocida.

Si despejamos Q entonces;

Q = Qs * D2 * Hs

Donde Hs es la cada esttica,

Hs = (n*D / ns)

Donde Qs es el volumen especfico en cfm y ns es la velocidad especfica en rpm.Sustituyendo esta expresin en Q, independiente de Hs, resulta en


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Q = Qs * D3 * n

Ns

usando algunas ecuaciones, una relacin similar para Hs, puede ser desarrollada,

basado sobre la velocidad rotacional, el dimetro y la velocidad especfica:

Hs = (n * D / ns)2 * (w / wstd)

La potencia de entrada requerida puede ser calculada usando la ecuacin.

Pm = Hs * Q

63.46 * ns

Donde: Pm es la potencia de entrada del ventilador en Hp a una densidad w.

Ejemplo, asuma que preliminarmente selecciona un ventilador de 8 pie operando a

una velocidad de 880 rpm y una densidad de 0.070 lb/pie3, asuma que el ventilador

tiene los volmenes especficos vs velocidad especfica estn tabulados en la tabla

11.3. Si la resistencia de la mina requerida es de 7.0 in de agua induciendo 200.000

cfm, cul ser el punto de operacin y la potencia requerida, si se trabaja con la

posicin de aspa N1.

Usando las ecuaciones anteriores, de caudales, presin esttica y potencia, calcule

para los seis puntos de la tabla 11.3 de la posicin de aspas N1.

Q = Qs D3 n = (800)(8)3(880) = 168.000 cfm

Ns 2145

Hs = (nD/ns)2(w/wstd) = (880*8/2145)2(0.070/0.075) = 10.50 in

Pm = Hs * Q = (10.50)(168.000) = 380 Hp

63.46 * ns (63.46) (70.0)


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V VAF - BIFURCADO - TUBULARAF - BIFURCADO - TUBULAR

VAF - BIFURC VAF - BIFURCADO TUBULAR


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VAF BISFURCADO TUBULAR

Motor fuera del flujo de gases, acople directo, para gases (aire) calientes abrasivos o corrosivos.

Hasta 150 C

CARACTERISTICAS PRINCIPALES

Caudal : 0,1 m3/s a 14 m3/s

210 cfm a 29660 cfm

Presin Total : 2.5 a 100 mmH2O

0.1 a 4 pulgH2O

Velocidad : 850 a 3400 RPM

APLICACIONES EN DIVERSAS INDUSTRIAS

Ventilador extractor-inyector axial robusto de mediana presin y gran caudal , es aplicable en todo tipo de

industria y comercio, embarcaciones, almacenes, cabinas de pintura, calefaccin, enfriamiento, climatizacin,

secado, etc. .

CARACTERISTICAS ESPECIALES

Detalles constructivos:

Carcasa e impulsores:Estructuras e impulsores fabricadas en plancha de acero comercial (Estandar), aceros

inoxidables y otros, impulsores y poleas balanceados esttica y dinmicamente.

Revestimientos:Anticorrosiva (Estandar), epxicas, fibra de vidrio, zincados, galvanizados y otros de acuerdo

a pedido del cliente.

Transmisin:Dependiendo de la aplicacin son de acople directo o transmisin faja-polea.


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VRI TIPO I, II , III , IV

Diseado principalmente para transportar aire limpio, gases y humos sin particulas.

Ventilador centrifugo industrial para servicio pesado, su construccin robusta lo hace ideal para los

requerimientos de la industria, estan diseados para una operacin confiable larga con un minimo demantenimiento, Su aplicacin abarca procesos industriales, control de polucin de Aire, Plantas de Asfalt,

Plantas de Fundicin, Eliminacin de gases, Procesos qumicos, Cementeras, Plantas Textiles, Papeleras,

Industrias Plsticas de Caucho y todas las dems.

Temperatura de trabajo hasta 650C.

Se suministran con motores IP55 especiales a pedido.

Transmisin:

directa o faja-polea


Caudal : 600 a 70000 cfm

Presin Total : 1" a 20" de H20

DETALLES CONSTRUCTIVOS

Carcasa e impulsores:Estructuras e impulsores fabricadas en plancha de acero comercial (Estandar), aceros

inoxidables y aceros especiales, impulsores y poleas balanceados esttica y dinmicamente.

Revestimientos:Anticorrosiva (Estandar), epxicas, fibra de vidrio, zincados, galvanizados y otros de acuerdo

a pedido del cliente.

Transmisin:Dependiendo de la aplicacin son de acople directo o transmisin faja-polea.


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SERIE VAV MINERO

Este ventilador es el ms utilizado en la industria minera y otras aplicaciones, sus alabes de paso variable

pueden ser fcilmente regulados sin necesidad de desmontar el impulsor, su construccin robusta permite

manipularlo con seguridad. Se fabrica en una o dos etapas para obtener mayores presiones.


Caudal : hasta 330 000 cfm

Presin Total : hasta 24" H20

Velocidad : 850 a 3450 RPM

MATERIALES

Impulsor : Aleacin especial de Aluminio con tratamiento trmico

Otros : ASTM - 36

DIMENSIONES

18 - 21 - 23 - 25 - 27 - 29 - 32 - 34 - 36 - 38 - 42 - 45 - 48 - 54 - 60 - 72 pulgadas

CARACTERISTICAS ESPECIALES

Elevada resistencia al desgaste por abrasin de sus partes mviles y fijas.

Rigidez en la carcaza para evitar que se ovale durante los izajes o maltratos.

Slidos apoyos que soportan las fuerzas inerciales y de vibracin.

Variacin del Angulo del alabe a travs de una tapa en la carcaza (no requiere desmontaje del impulsor).

Impulsor fabricado en aleacin especial de aluminio, con tratamiento trmico.

Orejas de izaje resistentes, preparadas para el manipuleo durante el montaje y mantenimiento.

Rejilla de proteccin adecuada para proteger a los elementos de cuerpos extraos

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