AIRTEC Tecnología en Ventilación, en esta ocasión se da a la tarea de dar una breve explicación de uno de los conceptos involucrados en la ventilación: La presión estática.
Al circular un flujo de aire dentro de un conducto se producen fricciones y turbulencias que consumen energía. Un ventilador proporciona en forma de presión, la energía necesaria para vencer estas pérdidas.
La presión de un flujo de aire en movimiento se denomina presión total TP, la cual incluye la presión necesaria para mantener en movimiento el aire, denominada presión velocidad VP y la presión necesaria para vencer las fricciones en ductos, conexiones y equipos, denominada presión estática SP.
TP Presión total
La presión para mantener en movimiento un flujo de aire y vencer las pérdidas por fricción
VP Presión velocidad
La presión necesaria para mantener en movimiento un flujo de aire.
SP Presión estática
La presión necesaria para vencer las fricciones que se presentan en ductos, conexiones y equipos.
TP =VP + SP
Un ventilador puede tener cualquiera de las siguientes configuraciones en la succión y descarga, siendo la presión estática la suma aritmética de las presiones en succión y descarga.
SUCCIÓN LIBRE + DESCARGA CON DUCTOS
Presión estática = Presión 0 + Valor en descarga
SUCCIÓN CON DUCTOS + DESCARGA LIBRE
Presión estática = valor en succión + Presión 0
SUCCIÓN CON DUCTOS + DESCARGA CON DUCTOS
Presión estática = Valor en succión + Valor en descarga
UNIDADES
SISTEMA INGLÉS
plg ca – pulgadas columna de agua
onzas – onzas/plg2
psi – libras/plg2
plg c.Hg – pulgadas columna de Mercurio
SISTEMA MÉTRICO
mm c.a – milímetros columna de agua
Pa – pascales
mPa – mili pascales
Kg/cm2
CONVERSIONES
1 plg ca = 25.4 mm ca = 248.66 Pa – pascales = 0.3607 psi – lb/plg2 = 0.577 onzas – onzas/plg2 = 0.07343 plg c. Hg
En las diferentes aplicaciones se debe diferenciar la presión estática a condiciones estándar STD, tal como viene de las tablas de cálculo para perdidas en ductos y accesorios, de la presión que se requiere en filtros y colectores en condiciones actuales ACT, en el lugar de instalación.
EJEMPLO
Calcular para un ventilador con un banco de filtros instalado en la Cd. De México a 25°C, densidad de 0.056 lb/pie3, las siguientes presiones:
Parte PRESION
Prefiltro sucio 1.2” ca ACT
Ductos de tablas 1.5” ca STD
La presión del ventilador no puede ser la suma de 1.2” ca ACT mas 1.5” ca STD = 2.7” ca, porque representan condiciones diferentes de temperatura y presión barométrica.
Siempre en estos casos conviene convertir todo a condiciones actuales, que son las condiciones reales de operación del ventilador y que representa el valor que físicamente tendríamos y que se mide directamente con un manómetro.
Para este caso se tiene:
Densidad actual ACT 0.056 lb/pie3
Factor de corrección = dens STD / dens ACT = 0.075 / 0.056 = 1.339
Ductos-presión actual = PRESION STD
FACTOR DE CORRECCIÓN = 1.5” STD / 1.4 = 1.07” ca ACT
Presión actual = PREFILTRO + DUCTO = 1.2 + 1.07 = 2.27 plg ca ACT
La presión estática se calcula por cualquiera de los métodos que pueden consultarse en manuales y textos de ventilación.
Al calcular la presión estática se debe ser lo más exacto posible, ya que esto determina la correcta selección del ventilador. Si por ejemplo se deja como seguridad un 10% más de presión, y esta no se utiliza en la operación normal, entonces el flujo de aire y el consumo de potencia aumentan, pudiendo exceder la capacidad del motor instalado.
En diferentes aplicaciones de ventiladores centrífugos es necesario instalar una compuerta de control de flujo en la descarga del ventilador o una compuerta en la succión de aspas variable (VIV), para poder ajustar con precisión las condiciones de operación del ventilador o para poder arrancar el ventilador con un mínimo consumo de potencia o cuando opera a altas temperaturas.
