En el entorno de la turbomaquinaria, la clasificación de los equipos se basa generalmente en si extraen energía (como las turbinas) o la añaden (como las bombas y los compresores). La adición de energía se utiliza normalmente para comprimir o mover un fluido. Cuando el fluido es un gas, el equipo de turbomaquinaria se denomina normalmente ventilador, soplador o compresor. Este artículo explorará las diferencias entre estos tres dispositivos y dónde se utilizan, con especial énfasis en los ventiladores de alta presión, que son los que superan los 2 de relación de presión.
Diferencias Clave entre Ventiladores, Sopladores y Compresores
Tener en cuenta que la nomenclatura en turbomaquinaria no está estandarizada y puede variar de un país a otro y de una industria a otra. Sin embargo, en general, la industria reconoce ciertas diferencias entre ventiladores, sopladores y compresores, principalmente en la cantidad de presión que generan.
Ventiladores
Los ventiladores se consideran generalmente como aquellos que tienen relaciones de presión de hasta 11. La relación de presión se define como la relación entre la presión de descarga del ventilador y la presión de entrada del ventilador. Las relaciones de presión de 11 e inferiores son muy bajas en el entorno de la turbomaquinaria. Un ejemplo común es un ventilador doméstico, que se utiliza para crear una refrigeración por convección forzada moviendo el aire a una velocidad razonable. La presión que debe generar este tipo de ventilador es pequeña, ya que solo debe superar las pérdidas locales del propio ventilador y las pérdidas de mezcla aguas abajo. En general, los ventiladores son dispositivos que mueven grandes cantidades de gas con un aumento de presión muy bajo.
Sopladores
El término soplador se utiliza a veces indistintamente con el de ventilador. En general, un soplador tiene una presión ligeramente superior a la de un ventilador: de 11 a 2. Los sopladores se utilizan en situaciones en las que la resistencia del sistema es mayor que la de un ventilador. Un ejemplo sencillo es un horno de aire caliente forzado que necesita mover el aire por toda una casa. En general, un soplador se considera un dispositivo que mueve una cantidad generosa de aire a través de una resistencia moderada del sistema.
Compresores
Para aplicaciones en las que la presión requerida es superior a 2, el dispositivo se suele denominar compresor, ya que se realiza más "compresión". De hecho, el propósito de un compresor es más aumentar la presión del gas que mover una gran cantidad de gas. Un ejemplo es el turbocompresor que puede tener un coche. El compresor del turbocompresor puede funcionar con una relación de presión de 5, forzando (comprimiendo) el aire en el motor. Los compresores pueden alcanzar relaciones de presión mucho mayores que 2, especialmente los compresores centrífugos. Se han alcanzado relaciones de presión superiores a 10 en una sola etapa. Por lo tanto, piense en un compresor como un dispositivo que puede generar un aumento de presión mucho mayor, a través de una amplia gama de caudales.
Resumen de las Diferencias
Piense en los ventiladores, sopladores y compresores como dispositivos seleccionados y diferenciados por la aplicación, concretamente por la resistencia del sistema, con la relación de presión requerida aumentando respectivamente para estos tres dispositivos:
- Ventiladores: Relación de presión hasta 11
- Sopladores: Relación de presión de 11 a 2
- Compresores: Relación de presión superior a 2
Aplicaciones de los Ventiladores de Alta Presión
Los ventiladores de alta presión, es decir, aquellos que superan los 2 de relación de presión, se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo:
- Sistemas de ventilación industrial: Para extraer humos, polvo y otros contaminantes del aire.
- Transporte neumático: Para mover materiales a granel a través de tuberías.
- Procesos de combustión: Para suministrar aire a hornos y calderas.
- Secado industrial: Para secar materiales como madera, papel y textiles.
- Sistemas de refrigeración: Para enfriar equipos y maquinaria.
Consideraciones para la Selección de un Ventilador de Alta Presión
Al seleccionar un ventilador de alta presión, es importante considerar los siguientes factores:
- Caudal: La cantidad de aire que el ventilador necesita mover.
- Presión: La presión que el ventilador necesita generar.
- Eficiencia: La eficiencia energética del ventilador.
- Nivel de ruido: El nivel de ruido generado por el ventilador.
- Mantenimiento: Los requisitos de mantenimiento del ventilador.
Presión Estática en Extractores de Aire
La cantidad de presión estática que un extractor de aire debe superar depende de la velocidad del aire en los conductos, el número de curvas de los conductos (y otros elementos resistivos) y la longitud de los conductos. Para sistemas correctamente diseñados con suficiente aire de reposición, se pueden utilizar las siguientes directrices para estimar la presión estática:
| Tipo de Sistema | Presión Estática |
|---|---|
| Sin conductos | 0.05" a 0.20" |
| Con conductos | 0.20" a 0.40" por cada 100 pies de conducto (suponiendo que la velocidad del aire en el conducto se encuentra entre 1,000 y 1,800 pies por minuto) |
| Accesorios | 0.08" por accesorio (codo, registro, rejilla, compuerta, persiana, curva de conducto, etc.) |
| Extracción de campana de cocina | 0.625" a 50" |
Tener en cuenta que los requisitos de presión estática se ven afectados significativamente por la cantidad de aire de reposición suministrado a un área. Un aire de reposición insuficiente aumentará la presión estática y reducirá la cantidad de aire que se extraerá.
Los ventiladores de alta presión son componentes esenciales en una amplia gama de aplicaciones industriales. Al comprender las diferencias entre ventiladores, sopladores y compresores, y al considerar cuidadosamente los requisitos de la aplicación, es posible seleccionar el ventilador de alta presión adecuado para garantizar un rendimiento óptimo y una eficiencia energética.