¿Qué es un ventilador y sus tipos?
Un ventilador se define como una máquina propulsora de aire en forma continua por acción aerodinámica.
Hay tres tipos básicos de ventiladores: centrífugos, helicoidales y axiales, los dos últimos a menudo se clasifican en un mismo grupo, sin embargo, sus diferencias en cuanto a construcción y características son tales que requieren una clasificación separada.
Ventiladores Centrífugos
El ventilador centrifugo está formado por un impulsor que gira dentro de una carcasa en forma de voluta o caracol tal como se indica en la figura 15-1. El impulsor tiene un número determinado de hojas o placas alrededor de su periferia similar a una rueda hidráulica o ruedas de paletas de un barco de Río. La carcasa tiene una entrada en el eje de la rueda y una salida perpendicular a este, tal como indica en la figura 15-2.
Cuando el impulsor gira, las hélices en su periferia despiden el aire por centrifugación en la dirección de rotación. Este entra en la voluta y es forzado hacia la salida tan pronto como abandona la hélice. Al mismo tiempo, el aire es aspirado a la entrada para reemplazar al que ya ha salido.
El aire entra en forma axial, gira en ángulo recto a través de las aletas y es despedido en forma radial. La finalidad de la carcasa es convertir la presión estática en presión dinámica desarrollada en la extremidad de las paletas.
Existen tres tipos de hélice utilizada en el ventilador centrífugo.
- Hélices radiales rectas
Este tipo es de forma simple y el más antiguo. Generalmente estos ventiladores son voluminosos comparados con su capacidad. Su rendimiento no es muy elevado y son destinados a presiones moderadas. Una de sus ventajas es que los materiales que se encuentran en el flujo de aire no sé adhieren a las palas. Son capaces de auto limpiarse, lo cual es una ventaja en caso de que el aire estuviese cargado de polvo.
- Hélices curvadas hacia delante (forward)
Estos ventiladores también son conocidos como Multípalas, debido a que generalmente tienen una gran cantidad de alabes con poca altura radial (poca anchura). Los alabes poseen su curvatura cóncava en sentido de la rotación generando un efecto de cuchara en el aire. Tal como se ven la figura 15-3B, la velocidad del aire saliendo de este tipo es más grande que otros, en consecuencia, este diseño mueve más aire que otros para un diámetro y velocidad dada. Son utilizados en ventiladores de tamaño pequeño y medio especialmente en usos residenciales y comerciales ya que el ruido es un factor a tener en cuenta.
- Hélices curvadas hacia atrás (backward)
Lo mejores rendimientos en ventiladores centrífugos se obtienen cuando los alabes son curvados hacia atrás. Estos poseen el lado convexo en el sentido de la rotación, lo cual favorece el flujo del aire a través de los alabes reduciendo el choque y las pérdidas por remolinos. Los alabes son más largos radialmente y pesados que del tipo curvado hacia adelante, pero su rendimiento es algo mayor.
- Variaciones en el diseño
La realización de los tres tipos básicos de ventiladores centrífugos algunas veces puede variar con el fin de mejorar sus características. Dos formas diferentes de alabes pueden combinarse en una. Se usa también una curvatura doble. El tamaño es una desventaja de los ventiladores centrífugos, por ello a fin de reducir su volumen y también su precio, en la práctica para grandes volúmenes de aire, las ruedas se construyen de doble ancho y llevan en ambos lados de la carcasa entradas de aire. Estos son conocidos como ventiladores de doble entrada ya que proporcionan un volumen doble al de los ventiladores de simple entrada e igual diámetro de rueda y velocidad.
Ventiladores helicoidales
Los ventiladores de hélice tienen un gran de campo de aplicaciones, en donde la resistencia al flujo de aire es baja.
En general se usan en lugares donde no hay sistema de conducción o que la longitud del conducto sea corta. En la mayoría de los casos mueve el aire a través de un orificio realizado en la pared.
Su ventaja reside sobre todo en que ellos proporcionan grandes volúmenes de aire económicamente y no existen importantes inversiones de capital. Son usados mundialmente para la ventilación general.
Estos además pueden funcionar tanto como un ventilador de extracción como también como un ventilador de inyección.
Estos ventiladores tienen un impulsor con dos o más alabes generalmente de plancha de acero, colocados en ángulo hacia el eje, al igual que las hélices un barco. La cantidad de aire que este ventilador desplaza va a depender de sus aspas.
Un ventilador con las aspas curvadas desplazará más cantidad de aire y será más silencioso que uno de alabes planos y rectos para un mismo diámetro e igual velocidad. Los alabes estrechos y rectos, provocan más turbulencia y tienen más tendencia a vibrar, ambas cosas tienen como consecuencia el aumento del ruido.
Algunas veces la hélice es arrastrada por una correa desde un motor montado ya sea en el anillo del ventilador o entre los brazos de soporte. Esto nos permite un mayor control en los RPM del ventilador, pudiendo con un mismo ventilador aumentar o disminuir el volumen de aire.
Su particular campo de aplicación es desplazar el aire bajo condiciones de libre aspiración y descarga. Para esta clase de aplicaciones este ventilador es generalmente el más práctico y económico.
Ventiladores de Tuboaxiales
Un rápido incremento en el empleo de los ventiladores de flujo axial se ha puesto de manifiesto en estos últimos años.
Esto se debe a su rendimiento, poco tamaño y simplicidad de instalación. Estos ventiladores comprenden un impulsor o impulsores con alabes en forma de ala de avión rodando dentro de una carcasa cilíndrica.
Además, tienen la ventaja de llegar a obtener un rendimiento de hasta el 90%. El paso directo de aire a través, permite al ventilador ser montado directamente en conductos rectos. El sistema de conducción es más simple que en el caso de los ventiladores centrífugos, los cuales requieren conexiones a 90°. Además, no ocupan espacio en el suelo.
El tamaño de un ventilador de flujo axial es menor que el de un ventilador centrífugo para el mismo efecto útil.
La forma simple de un ventilador de flujo axial es la que tiene una sola hélice montada sobre el árbol del motor, tal como se ve en la siguiente imagen.
En estos al igual que en los ventiladores helicoidales el motor puede estar acoplado directamente a la hélice o por medio de una correa con poleas.
En este vídeos de un par de minutos de explico algunas consideraciones que debes tener en cuenta si quieres aplicar un sistema de ventilación forzada.
