Manual de Ventiladores
Selección, Aplicación y Diseño
Aire Estático y en Movimiento
35
80
30
60
40
25
20
20
0
15
-20
10
-40
5
-60
0
-80
0
10000
20000
30000
40000
Altitud (ft)
50000
60000
70000
Temperatura (°F)
Presión Atmosférica (inHg)
Presión Atmosférica
Presión Estática
Velocidad del Aire
Vprom
Vmax
Presión de Dinámica
(presión de velocidad)
Vprom
Vmax
Q  AxV
 V

PD  d 

1096
.
02


2
 V 
PD  

4005


2
f  0.0195
L
PD
D
Presión Total
PT = PE + PD
Potencia del Aire
pcmxPT
ahp 
6356
Eficiencia Mecánica o Total
ahp
EM  TE 
bhp
Eficiencia Estática
pcmxPE
SE 
6356 xbhp
Ejemplo
Tenemos un ventilador con un área de
descarga OA=4.00 ft2, soplando
16,000 pcm dentro de un sistema, y
produciendo 3” C.A. de presión
estática para poder vencer la
resistencia del sistema.
Ejemplo
pcm 16,000
V

 4,000 ppm
OA
4.00
2
2
 V   4000 
PD  
 
  1.00" C. A.
 4005   4005 
Ejemplo
PT  PE  PD  3.00 1.00  4.00"C.A.
pcmxPT 16,000 x 4
ahp 

 10.07 hp
6356
6356
Ejemplo
Si la potencia requerida por el
ventilador es de 15 bhp
ahp 10.07
EM  TE 

 0.67  67%
bhp 15.0
Ejemplo
pcmxPE 16,000 x3
ahpE 

 7.55hp
6356
6356
pcmxPE 16,000 x3
SE 

 0.50  50%
6356 xbhp 6356 x15
Ejemplo
Suponiendo que la potencia del motor
en este punto de operación es de 12.7
kW. La eficiencia del motor, o
eficiencia eléctrica será la siguiente:
0.746 xbhp 0.746 x15
EE 

 0.88  88%
kW
12.7
Ejemplo
Por lo que la eficiencia final del
arreglo motor ventilador es:
EA  TExEE  0.67 x0.88  0.59  59%
Costos de Inicial y de Operación
C
O
S
T
O
Eficiencia del Ventilador
Principio de Continuidad (Bernoulli)
7°
V1
V2
A1
Q  AxV
Q1  Q2
A1 xV1  A2 xV2
A2
V1  Q
Ejemplo
A1

8855
 2820 ppm
3.14
2
2
 V   2820 
PD1   1   
  0.50" C. A.
 4005   4005 
7°
V1
V2
A1=3.14ft2
Q1  Q2
A1 xV1  A2 xV2
A2
V2  Q
Ejemplo
A2

8855
 5011 ppm
1.767
2
2
 V   5011 
PD2   2   
  1.57" C. A.
 4005   4005 
7°
V1
V2
A2=1.767ft2
A1
Q1  Q2
A1 xV1  A2 xV2
Teorema de Bernoulli
Cuando la velocidad del aire se incrementa,
la presión estática disminuira.
Cuando la velocidad del aire disminuye, la
presión estática aumentara.
Uso del Cono Convergente con
Ventiladores
M
Ejemplo
Vaneaxial 14”
Ducto de prueba 6”
M
V=0
Cono Divergente
7°
V2
V1
A1
Q  AxV
A2
Q1  Q2
A1 xV1  A2 xV2
Paradoja Aerodinámica
Plato A
Disco C
Tubo B
Presión atmosférica
Aire a baja velocidad
Conclusión
Conforme el aire pase por un sistema de
ductos, conos convergentes y divergentes,
etc., la presión dinámica (energía cinética)
puede aumentar y disminuir al igual que la
presión estática (energía potencial). Estas
dos presiones son mutuamente convertibles
entre una y otra. Sin embargo, la presión
total (energía total), que es la suma de la
presión estática y la presión dinámica,
siempre disminuirá, ya que va siendo
utilizada gradualmente por la fricción y las
turbulencias.
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Vena Contracta
d/2
D
d
0.6d
3d
Venturi
D
Venturi
r
D
Venturi en un
r Ventilador Vaneaxial
Flujo de Aire en las Paredes del
Ducto
Flujo de Aire en las Paredes del
Ducto
Flujo de Aire en las Paredes del
Ducto
Presión negativa