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VENTILADORES Y COMPRESORES Página 1 1. INTRODUCCIÓN.
Los productos utilizados en las operaciones de pintura son generalmente inflamables o combustibles, frecuentemente tóxicos y, en algunas ocasiones, altamente reactivos o inestables. En las zonas de aplicación de pinturas los fuegos se desarrollan de forma muy rápida, desprendiendo grandes cantidades de calor y humos tóxicos, dificultándose las tareas de lucha contra incendios.
Hay que recordar que las mezclas de aire y gases inflamables pueden explotar cuando alcancen su temperatura de inflamabilidad. Basta con que una pequeña parte de la mezcla alcance esta temperatura para que se produzca la ignición o la explosión, la que se propaga por toda la mezcla a alta velocidad acelerada.
Generalmente la causa de la explosión es una chispa en contacto con el gas.
La explosión solamente ocurre cuando el gas inflamable está presente en una proporción determinada en el aire o el oxígeno
Por todo lo anterior, las operaciones de pintura se consideran peligrosas, y a fin de reducir los riesgos deben tomarse las correspondientes medidas preventivas y protectoras.
Esto es especialmente necesario en los pequeños procesos, ya que la experiencia demuestra que los daños materiales producidos por ellos son, con frecuencia, tan importantes como los producidos por operaciones de gran volumen.
2. CABINA DE PINTURA.
Cabinas para automóviles: Se trata de recintos cerrados para el pintado de vehículos. Existen dos tipos fundamentales el sobre presionado, con un solo ventilador de impulsión y ninguno de extracción y las presurizadas, con doble ventilación. Suelen ir acompañadas de sistemas de secado interno. Desde este portal se recomiendan las versiones presurizadas, pero estas serán más caras.
3. TIPOS DE PROCESOS DE PINTURA.
Básicamente se puede distinguir entre procesos que emplean sustancias pulverulentas (sólidas o líquidas) y procesos que emplean sustancias líquidas (por inmersión o por recubrimiento).
En los procesos de pulverización de recubrimientos líquidos, las partículas se pueden aplicar por los siguientes métodos: pistolas de pulverización de aire comprimido, pistolas sin aire, pistolas electrostáticas o discos electrostáticos. La aplicación de recubrimientos orgánicos de forma de polvo seco ha adquirido
una amplia aceptación.
El polvo se puede proyectar bien a través de pistolas o bien a través de lechos fluidificados o cámaras de niebla.
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Habitualmente, cualquiera de estos métodos se aplica electrostática mente, aunque también se pueden aplicar calentando previamente la pieza de trabajo por encima del punto de fusión del polvo.
Los procesos de inmersión y recubrimiento se caracterizan porque las piezas de trabajo se sumergen o se recubren con líquidos inflamables o combustibles, sin necesidad de calentamiento previo o carga electrostática.
El fluido es suministrado por bombas que aspiran de un depósito de almacenamiento, y se distribuye a través de tuberías.
4. VENTILACION.
Estudios técnicos realizados en cabinas de pintado de automóviles, en los que se ha relacionado velocidad de aire y concentraciones ambientales de contaminantes, han permitido establecer los siguientes principios básicos que garantizan alcanzar satisfactoriamente ambos objetivos:
El sentido de las corrientes de ventilación debe ser vertical descendente, con impulsión de aire por el techo y salida por el suelo. Las corrientes de aire horizontales no son admisibles en estas operaciones.
El flujo de aire debe mantenerse regular y homogéneo en la zona de trabajo.
El caudal de aire del sistema de ventilación, que no define por sí mismo la calidad de la instalación, debe ser el suficiente para mantener una velocidad media del aire igual o superior a 0,4 metros por segundo, con valores individuales no inferiores a 0,3 m/seg.
En las cabinas para el pintado de turismos, la velocidad media citada se obtiene midiendo en 10 puntos alrededor del vehículo, 3 para cada costado, 2 delante, y otros 2 detrás, a 0,5 m. de él y a 0,9 m. de altura sobre el suelo.
En las cabinas destinadas al pintado de grandes vehículos como camiones o autobuses, las medidas deben realizarse a 0,5 m. del vehículo, a 1,5 m. de altura, 2 delante, 2 atrás y por tramos de 1,5 a 2m. en ambos costados.
Las mediciones deben hacerse con un anemómetro capaz de indicar velocidades de aire comprendidas entre 0,1 y 1m/s .
Para cumplir estos principios básicos es recomendable seguir las siguientes normas:
La superficie filtrante del plénum de impulsión debe abarcar la mayor parte posible del techo de la cabina, al menos el 80% del mismo. Superficies inertes mayores pueden provocar turbulencias perjudiciales.
La superficie de salida del aire debe estar distribuida uniformemente por el suelo, normalmente mediante un foso central o dos canales longitudinales bajo el emparrillado metálico.
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La profundidad del foso o de los canales longitudinales favorece la verticalidad del flujo de aire. Se recomiendan profundidades de 0,4 metros o mayores.
Los paneles filtrantes del aire impulsado, y en su caso los del extraído, deben revisarse y renovarse con una periodicidad adecuada a las condiciones de trabajo de cada taller.
Ensuciamientos excesivos de los filtros pueden modificar totalmente la eficacia del sistema de ventilación.
La distancia del vehículo a las paredes de la cabina debe ser alrededor de 1 m. y la del techo de la cabina a la zona alta del automóvil no debe ser inferior a 1 m.
Los sistemas de extracción de vapores y sobre pulverizaciones generalmente incluyen un ventilador para general un flujo de aire y un sistema de extracción que separa partículas de materia de la corriente de aire y de los gases de escape y las evacúa al exterior del edificio. Debe limitarse la concentración de vapor por debajo del 25% del límite inferior de inflamabilidad en las zonas de vapor. La concentración de polvo debe mantenerse por debajo del 50% de la mínima concentración de explosión.
Tanto en operaciones manuales como automáticas, el equipo de pintura debe estar conectado al ventilador de forma que se conexionen y desconexión en simultáneamente, no permitiendo su funcionamiento en caso de estar operativo el sistema de ventilación.
Debido a que los vapores de líquidos inflamables son más pesados que el aire, los sistemas de ventilación periférica a baja altura son preferibles a los elevados de campana.
Las palas del ventilador no deben producir chispas capaces de provocar la ignición de los vapores dentro del conducto de ventilación, por lo que no deberán ser de tipo metálico.
Los conductos de ventilación deberán ser construidos en acero u otros materiales resistentes al fuego y estar convenientemente soportados. No deben pasar a través de pisos o paredes cortafuegos y deben estar separados al menos 15 cm. de cualquier material combustible. Los conductos han de estar equipados con registros para su limpieza y mantenimiento.
5. FILTROS
5.1 Tipos.
a) Pre- Filtros
Los Pre-Filtros a veces no son tomados en cuenta en la construcción o uso correcto de una cabina de Pintura. Están diseñados para atrapar las partículas grandes antes de que lleguen al Filtro de Entrada (INTAKE) y así prolongar la vida útil de este Filtro
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(INTAKE) incrementando de esta forma el flujo del aire, reduciendo los costos de los Filtros de Entrada (INTAKE) y los costos de mantenimiento en general.
Si los Pre-Filtros no son cambiados regularmente, los Filtros se ensuciarán más rápidamente y no dejarán pasar el aire limpio al interior de la cabina. Esta no funcionará correctamente y la calidad de la pintura será pésima.
b) Filtros de entrada
Los Filtros de entrada son tan importantes que de ellos depende principalmente la calidad de la pintura en su acabado final. Estos Filtros son la primera defensa en contra de las partículas de polvo que al caer sobre la superficie recién pintada no permiten un acabado perfecto. Cualquier partícula mayor de 10 micrones puede causar grandes defectos en el acabado final de un vehículo.
Una buena manta o un buen filtro del tipo panel no permiten que esto pueda suceder. c) Filtros de salida
Los Filtros de salida, llamados Paint Arrestors (P. A.) juegan un papel muy importante en el correcto mantenimiento y balance de su cabina, incrementando la eficiencia y reduciendo los costos de mantenimiento.
El propósito de estos filtros es capturar y retener el exceso de pintura o lo que llamamos “overspray” y eliminarlo del sistema de Filtración de la cabina. Estos filtros protegen el medio ambiente, además de prolongar la vida útil de su cabina, sistema de ducteria, motores, etc. ya que atrapan y retienen los químicos y sólidos que vienen en la pintura antes de que salgan al exterior.
Hay varias calidades de estos Filtros que se pueden suministrar tanto en rollos como en almohadillas o pads.
5.2 FILTROS PARA CABINAS DE PINTURA. a) FILTRO DE TECHO (plenum) NF 600 N
Excelente medio filtrante de muy alta capacidad de retención de partículas por estar fabricado con fibras sintéticas en 3 capas progresivas. El tejido de
protección a la salida del aire se encuentra soldado a la última capa por lo cual las fibras se encuentran fuertemente ligada a la manta. De esta forma se evita el desprendimiento de fibras del medio filtrante.
La manta NF 600N posee una impregnación con un agente autoadhesivo que recubre las fibras. Este adhesivo retiene las micropartículas que impactan sobre las mismas e
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impide que estas se tamicen a través del medio filtrante por efecto de las vibraciones y movimientos generados por el aire.
ampos de aplicación:
Por su alto grado de retención es muy utilizado como prefiltro para filtros absolutos, salas limpias y venteos de tanques con líquidos en la industria alimenticia (retiene un alto porcentaje de hongos y esporas), etc.
b) PREFILTROS.
T 350 N T 500 NR
Lavable Si Si
Grado de separación 89% 92%
Clasificación EN 779 G3 G4
Capacidad de retención de partículas 193 gr/m2 438 gr/m2 Pérdida de carga a 1,5 m/s 32 Pa 78 Pa
Espesor 18 20
c) FILTRO DE PISO VA (RETENEDOR DE PINTURA)
Medio filtrante color verde fabricado con fibras de vidrio que va colocado en la parte central del piso de la cabina de pintura. Allí queda retenido el spray de la pintura y los barnices. La manta "VA" se provee cortada a medida.
• Filtro de piso - lateral o pared Andreae (retenedor de pintura)
Es un filtro de cartón perforado dispuesto en forma laberíntica con una gran capacidad de retención de pintura y barnices húmedos. Retiene hasta 16 kg/m2 de pintura seca. Se provee en cajas de 750 - 900 y 1000 mm de ancho y contiene el equivalente a 11,5m2. Se montan 26 pliegues por metro lineal para obtener la máxima eficiencia y durabilidad.
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VENTILADORES Y COMPRESORES Página 6 6. TRABAJO Y MANTENIMIENTO.
a) Nunca colocar un filtro de aire dentro de una cabina con horno.
b) Nunca se debe cambiar un filtro de techo por la Pérdida de carga (no pasa aire), las mantas de techo poseen en general un auto adhesivo que recubre las fibras. Este adhesivo adhiere a las partículas y la manta pierde el poder de retenerlas cuando este adhesivo se encuentra colmatado de partículas. La manta NF 600 N retiene partículas coloidales (menores de 30 micrones. El ojo humano distingue a partir de los 25 micrones) que numéricamente son las mayoritarias en el medio ambiente (millones por m3 de aire). Podemos definir aquí que para un sistema de pintado limpio la manta de techo deja de cumplir su función cuando el teñido de la misma es de una coloración gris subido. El tiempo oscila entre 700 a 4000 horas de uso. Esta diferencia de tiempo está en función directa del sistema de prefiltrado y la zona de aspiración de los ventiladores.
c) Los primeros síntomas de saturación de los filtros de piso son: La nube de pintura se desagota lentamente y la puerta empieza a cerrar con dificultad. La cabina se
encuentra sobre presurizada.
d) Una cabina correctamente balanceada, se puede verificar rápidamente de la
siguiente forma: Abrir la puerta 15 cm y colgar un hilo de 30 cm en la parte superior de la abertura.
El hilo se dobla levemente hacia fuera, correcto.
El hilo se dobla hacia adentro, incorrecto. La cabina está trabajando como una aspiradora ingresando partículas de polvo a través de las ranuras de la puerta. En este caso reducir el caudal de extracción y limpiar los pre filtros. Si aún persiste el problema, cambiar los filtros del techo.
El hilo se comba exageradamente hacia fuera, cuesta cerrar la puerta de la cabina:
Aumentar la extracción, si está al máximo, cambiar los filtros de piso. Otra forma para verificar el balance, es empujando suavemente la puerta para cerrarla y cuando "rebota" contra el aire de salida no debe abrirse más de 5 - 15 cm.
e) El roce de las moléculas del aire sobre una carrocería o partes plásticas genera electricidad estática, la pieza a pintar se torna entonces en un imán para las partículas indeseables. Como primera medida, en días secos, colocar recipientes con agua en las esquinas de la cabina y enjuagar el piso con una esponja para aumentar sensiblemente la humedad. Considerar que una terminal automotriz pinta con un 75 % de humedad. Existen medios líquidos, en spray y pistolas desionizadoras para eliminar la estática. Poner a masa las piezas y verificar que la cabina también tenga una buena masa. f) Un filtro de mala calidad en el techo, trapos, estopas, papel de diario, estructuras y soportes sin uso, mangueras de aire el piso, ropa inadecuada, pelos del pintor,
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carrocerías sucias, aire comprimido sin tratar, pintura mal filtrada, agentes de pulido y limpieza con siliconas cerca de la zona de aspiración, bicomponentes vencidos, puertas abiertas con la cabina parada, enfriamiento de la cabina, lijado en seco o húmedo dentro de la cabina, ruedas sin protección, turbulencias de aire dentro de la cabina, filtros de techo mal sellados, encintado dentro de la cabina; son ALGUNAS causas de una pintura de mala calidad y re trabajo.
7. ESQUEMA GENERAL.
8. ESTUDIOS Y CONSIDERACIONBES.
8.1 ESTUDIOS.
Estudios técnicos realizados en cabinas de pintado de automóviles, en los que se han relacionado velocidad de aire y concentraciones ambientales de contaminantes, han
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700rpm-7.5KW PARRILLA SOPORTE DE FILTROS
SECCION 12.5m2
COLECTOR SECCION 0.8m2
FILTRO RETENEDOR DE PINTURA
REJILLA PISABLE SECCION 1.6m2
CAMARA
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permitido establecer los siguientes principios básicos que garantizan alcanzar, satisfactoriamente, ambos objetivos:
El grupo de ventilación, encargado de producir la aspiración del aire del exterior, para ser impulsado al plenum de la cabina, debe proporcionar un caudal medio de 25.000 m3/hora. En cualquier caso, y dependiendo de las dimensiones de la cabina, el caudal de aire será el suficiente para que la velocidad del aire, en toda la cabina, sea de 0,3 a 0,5 m/s.
El sentido de las corrientes de ventilación debe ser vertical descendente, con impulsión de aire por el techo y salida por el suelo. Las corrientes de aire horizontales no son recomendables en estas operaciones.
El flujo de aire debe mantenerse regular y homogéneo en la zona de trabajo. Es aconsejable que, además del grupo de impulsión, la cabina cuente con un
grupo de extracción de aire. De esta forma, la velocidad y la presión en el interior de la cabina se controlan de modo más eficaz. El grupo de extracción será de las mismas características que el de impulsión, estando regulado para extraer un caudal medio algo menor y, de esta forma, conseguir, en el interior de la cabina, la sobrepresión adecuada.
En las cabinas para el pintado de turismos, la velocidad media recomendable antes indicada (0,3 - 0,5 m/s), puede obtenerse midiendo en 10 puntos alrededor del vehículo; 3 mediciones en cada costado, 2 delante y otros 2 detrás, a 0,5 metros de él y a 0,4 metros de altura sobre el suelo.
En las cabinas destinadas al pintado de vehículos industriales (camiones o autobuses), las mediciones deben realizarse a 0,5 m del vehículo y a 1,5 m de altura.
Las mediciones deben hacerse con un anemómetro capaz de indicar velocidades de aire comprendidas entre 0,1 y 1 m/s ± 0,05 m/s.
9. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE VENTILACION Y CABINA.
9.1. Definición de la situación.
La cabina tiene unas dimensiones de 10 m de largo, 5 m de ancho y 5 m de alto. Sobre el techo existe una cubierta adicional, a modo de plenum, para permitir la entrada de aire por sobrepresión.
En el suelo hay un colector con rejillas de filtrado para evacuar el aire, de dimensiones por determinar, conectado a un conducto para salida al exterior de unos 15 m. de longitud y 1,2 m. de diámetro.
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Para cabinas de pintura de uso continuado los principales fabricantes determinan una necesidad de 180 renovaciones/hora del volumen total del local:
Q = 6.6 x 4 x 2.8 x 180 = 17740.8 m3/h.
Para determinar la sección de los filtros de entrada de aire, hicimos los cálculos sobre la base de una necesidad de velocidad de 1 m/s, lo que nos dio una sección de paso en el techo de:
Se = 45.000 / (1 ms x 3600) = 12,5 m2
Para determinar la sección del colector inferior para la evacuación del aire, hicimos el cálculo sobre la base de una velocidad de aire en el colector de 8 m/s:
Ss = 45.000 / (8 ms x 3600) = 1,6 m2
POR OTRO METODO PARA HALLAR EL CAUDAL:
⁄ En donde K= 3 a 10 ⁄ ⁄ ⁄ ⁄
Para mayor seguridad tomamos el mayor valor osea de 22300 ⁄
10. PERDIDAS.
La pérdida de carga calculada para el sistema de filtrado fue de 32 mm c.d.a. Si el fabricante de los filtros indicara pérdidas superiores, sería preciso recalcular el tipo de ventilador prescrito.
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La pérdida de carga a causa del codo de 90º es de 2,25 mm c.d.a. La pérdida de carga originada por la entrada del conducto es de 1,88 mm c.d.a.
La pérdida de carga a causa del sombrerete final es de 7,51 mm c.d.a.
La pérdida de carga total de la instalación se calcula en 45,52 mm c.d.a. que será igual a 446.55 Pa.
11. CÁLCULO Y DISEÑO DE UN VENTILADOR CENTRÍFUGO
Requerimientos 3 3 2 , 1 700 Pa 446.55 22300 m kg rpm n P h m Q Coeficiente de rapidez 4 3 2 1 ) 55 . 446 ( 2 . 60 700 3600 22500 . 53 Ny . Ny = 100 Tipo de ventilador Ny
Radial de alta presión 10-30 Radial de presión media y baja
-con alabes doblados hacia adelante 30-60 -con albes doblados hacia atrás 50-80 Radiales de doble entrada 50-120
Según la tabla para el coeficiente de rapidez Ny = 100 se encuentra entre los valores de 50-120 por lo que los alabes del ventilador serán radiales de doble entrada doblados hacia atrás.
Diámetro de entrada del ventilador (Do) y diámetro interior del rodete (D1) k= (1.35 -1.9) asumimos k = 1.65 3 1 . w Q k D Do
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3 1 60 2 * 700 3600 22500 . 65 . 1 D cm m D1 0,726 72,6 Diámetro exterior Ny Do D2 2 .60 100 60 * 726 , 0 * 2 2 D cm m D2 0,871 87.1
Para disminuir las perdidas de energía en la entrada del rodete se recomienda igualar velocidades y áreas. 1 1 2 . . 4 . . b D Do k 4 . 0 1 D k b K 1,22,5 4 726 . 0 * 2 , 1 1 b m b1 0,218
Número de alabes de rotor . ) ( ) ( 1 2 1 2 D D D D Z . 726 , 0 871 . 0 ) 726 , 0 871 , 0 ( Z 6 . 34 Z Estandarizamos: Z = 36 alabes Velocidad tangencial U1 60 . 1. 1 n D U 60 700 * 726 , 0 . 1 U s m U1 26.6
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2 0 1 0 . . 4 D Q r C C 2 1 726 , 0 . 3600 22500 . 4 r C 1 . 15 1r C m/s
El rango optimo de β1 es entre 40° y-50° asumimos β1 =45°
Velocidad relativa W1 ) 90 cos( 1 1 1 Cr W ) 45 90 cos( 1 . 15 1 W s m W1 21.35 Velocidad absoluta C1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 U W 2.U .W .cos C 26.62 21.352 2*26.6*21.35cos45 2 1 C s m C1 18.99 Calculo de 1 1 1 . 1 1 C sen W sen 99 . 18 45 35 . 21 1 sen Sen 52.65 1 1 1 1u C cos C s m u C1 11.52
Características a la salida del rotor 60 . 2. 2 n D U 60 700 * 871 . 0 * 2 U s m U2 31.92
El rango deβ2 optimo es140°-160° asumimos β=150° Asumimos W1=W2
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) 180 cos( 2 2 2 2uU W C ) 150 180 cos( 35 . 21 92 . 31 2u C s m u C2 50.41 ) 180 ( 2 2 2rW sen C ) 150 180 ( 35 . 21 2r sen C s m r C2 10.68 2 2 2 2 2 2 C u C r C 2 2 2 50.41 10.68 C s m C2 51.53 2 2 . 2 2 C sen W sen 53 . 51 150 35 . 21 2 sen Sen 11.96 2
Considerando el numero finito de alabes Z = 36 k = 3 2 2 2 2 cos . ` cos zU u C K 92 . 31 * 36 41 . 50 . 3 150 cos ` 2 Cos 137,26 ` 2 ) ` 180 ( ` 2 2 2rW sen C ) 26 , 137 180 ( 35 . 21 2r sen C s m r C2 `14.5 ) 180 ( ` 2 2 2 2 tg r C U u C 26 , 137 180 ( 68 . 10 92 . 31 ` 2 tg u C s m u C2 `43.48
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) ' ` ( `2 C2u2 C2r2 C 2 2 2` (43.48) (14.5) C s m C2`45.83 ` 2 2 ` 2 ` cos C u C 83 . 45 48 . 43 ` 2 Cos 18.44 ` 2
Eficiencia hidráulica del rodete
1 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 ` ` 180 ` `. cos . cos 2 1 sen sen sen D D h donde: 0,4 93 , 0 h Presión teórica ) ` (U2C2u U1C1u Pt ) 77 , 9 . 55 , 22 64 , 36 . 87 , 26 ( 2 , 1 Pt Pa Pt917,40 Presión real h Pt. Pr 93 , 0 . 40 , 917 Pr Pa 54 , 853 PrLa velocidad de salida de la voluta es el 74% de la velocidad de salida del rodete C2’ ` 74 , 0 xC2 Ca 74 , 37 74 , 0 x Ca s m Ca27,93 Area de salida Ca Q F
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93 , 27 3600 7920 F 2 079 , 0 m F
Magnitud de la apertura de la envoltura 90 . 2Ny D A 90 35 , 50 . 558 , 0 A m A0,312
Asumimos el ancho de la voluta B=0,160m 160 , 0 079 , 0 ` B F A m A`0,492
Perdidas inevitables por la componente radial de la velocidad absoluta 2 2 2 2 r C r Pc Pa r Pc2 49,02
Perdidas por golpes durante el mezclado de flujo
2 2 2 `` (C U Ca PMG Pa PMG 59,46 Perdidas por fricción 2 2 Ca k Pf Pa Pf 174,44 Pérdidas en la envoltura f MG P P r Pc P 2 Pa P282,92
Pérdidas en la envoltura y el rodete
otor P Pt Pr Pa Pt346,42
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Pt Pt Pv Pa Pa Pv618,54 800 RECALCULANDO Variamos: No variamos: 45 , 1 2 , 1 1 2 D D m D Do 1 0,468 38 , 1 468 , 0 2 D m D2 0,646 . ) 468 , 0 646 , 0 ( ) 468 , 0 646 , 0 ( Z 68 , 19 Z Asumiremos Z= 36 alabes 60 920 . 646 , 0 . 2 U s m U2 31,12 ) 150 180 cos( . 08 , 18 12 , 31 2u C s m u C2 46,77 ) 150 180 ( . 08 , 18 2r sen C s m r C2 9,04 2 2 2 2 2 2 C u C r C 2 2 2 2 46,77 9,04 C s m C2 47,64 Hallamos: 64 , 47 150 . 08 , 18 2 sen sen 94 , 10 2 2 2 2 2 . . cos ` cos U z u C k 12 , 31 . 36 77 , 46 . 3 150 cos ´ cos 2 138 ´2
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) 138 180 ( 04 , 9 . 12 , 31 `2 tg u C s m u C`2 41,09 ) 138 180 ( . 08 , 18 `2r sen C s m r C`2 12,14 2 2 2 2 12,14 41,09 ` C s m C`242,84 84 , 42 138 . 08 , 18 `2 sen sen 4 , 16 `2
Eficiencia hidráulica del rodete
1 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 ` ` 180 ` `. cos . cos 2 1 sen sen sen D D h 95 , 0 h Presión teórica ) ` (U2C2u U1C1u Pt Pa Pt1269,95 Presión real h Pt. Pr Pa 45 , 1206 Pr ` 74 , 0 xC2 Ca s m Ca31,131 Área de salida Ca Q F 2 071 , 0 m F Magnitud de apertura de la envoltura 90
. 2Ny
D A
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m A0,361
Asumimos el ancho de la voluta B =0,160m
B F A`
m A`0,442
Perdidas inevitables por la componente radial de la velocidad absoluta 2 2 2 2 r C r Pc Pa r Pc2 49,02
Perdidas por golpes durante el mezclado de flujo
2 2 2 `` (C U Ca PMG Pa PMG 59,46 Perdidas por fricción 2 2 Ca k Pf Pa Pf 174,44 Pérdidas en la envoltura f MG P P r Pc P 2 Pa P282,92
Pérdidas en la envoltura y el rodete
otor P Pt Pr Pa Pt346,42
Presión desarrollada por el ventilador
Pt Pt Pv Pa Pa Pv923,53 800 ¡OK!
Eficiencia hidráulica del ventilador
Pt P Pt hv
69 . 923 25 , 346 69 , 923 hv VENTILACION DE UNA CABINA DE PINTURA
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63 , 0 hv
Potencia útil gastada
Q Pv N . 3600 7920 . 69 , 923 N W N 2031,76
Perdidas por fricción en los discos
102 5 1 . . . . 2 1 2 2 5 2 3
i D b D w k Nfd donde: 6 10 . 15 k W Nfd56,35Potencia gastada en recirculación 3600 7920 . 06 . 0 %. 6 Q Qr s m Qr 3 132 , 0 132 , 0 . 95 , 1269 . PtQr Npr W Npr 167,63 Potencia total Npr Nfd N Nt W Nt 2255,74
Potencia perdida en rodamientos
Nt Nfr2%.
Factor de servicio o reserva del 20% para 5 horas diarias Potencia del motor
Nt Nmotor1,02.. W Nmotor2761,02 HP Nmotor3,6 SELECCIÓN DE VENTILADOR
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Para cubrir las prestaciones de 7920 m3/h y 800 Pa de pérdida de carga el ventilador a seleccionar será:
VENTILADORES CENTRIFUGOS DE BAJA Y MEDIA SERIE 3: 1 CMT/6 - 400/165 3 CV Características Técnicas: Serie 3 Velocidad (r.p.m.) Protección Motor clase Potencia máxima absorbida (KW) Intensidad máxima absorbida (A) Caudal máximo (m3/h) Nivel presión sonora (db(A)) Peso (kg) a 230 V a 400 V CMT/6-355/145 - 1,5 945 IP55 F 1,5 7,5 4,3 6700 72 53 CMT/6-400/165 - 2,2 920 IP55 F 2,2 10,74 6,2 8300 73 60,5 CMT/6-450/185 - 2,2 920 IP55 F 2,2 10,74 6,2 7110 76 88 Curvas características
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Características acústicas
ESPECTRO DE POTENCIAS TOTAL
Descripción 63 Hz 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz 8000 Hz Poten cia Presi ón 6 POLOS 6 POLOS CMT/6-315/130 - 1,1 54 67 70 78 78 79 74 70 84 70 CMT/6-355/145 - 1,5 56 69 72 80 80 81 76 72 86 72 CMT/6-400/165 - 2,2 58 70 73 81 81 82 78 74 87 73 CMT/6-450/185 - 2,2 60 73 76 84 84 85 80 76 90 76 PRESION Serie CMT
Gama de ventiladores centrífugos, de baja y media presión, simple oído, equipados con motores trifásicos o monofásicos de 2, 4 ó 6 polos, según los modelos, en acoplamiento directo.
Están previstos para vehicular aire caliente hasta una temperatura de: – 150 °C para la series 3
Cubriendo un margen de caudales comprendido entre 270 y 15930 m3/h. Carcasa
Plancha de acero, protegida con pintura epoxi-poliéster de color gris. Rodete
Centrífugo de alabes inclinados hacia delante, construido en plancha de acero galvanizado y equilibrados dinámicamente.
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SELECCIÓN DE MOTOR ELECTRICO
Procederemos a seleccionar de acuerdo al catalogo de motores eléctricos DELCROSA. Revisando el catalogo escogeremos un motor tipo: NV112M6, el cual tiene las siguientes características:
P = 2,7 KW n = 1150 RPM f = 60 Hz
Nro. de polos = 6 polos Eficiencia = 81% (nominal) 71 , 0 cos Ta/Tn = 2,0 Tm/Tn = 1,8 TM/Tn = 3,0 Ia/In = 5,5 In = 12,2 A (a 220 conexión delta) ITrotor = 0,058 kg.m2
Peso del motor = 37,5 kg
Se ha escogido un motor de la serie NV por ser los de menor costo y porque no se necesitan características especiales para este caso.
También se recomendaría: Grado de protección: IP44 Forma constructiva: B3
Aislamiento del cobre: Por lo menos tipo B Método de arranque: En directo
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Balanceo: N
Diseño de los alabes del rodete
El gráfico de los alabes del rodete se realizara por el método de "Coordenadas Polares", con este método, los puntos correspondientes a la superficie del alabe se calculan mediante la siguiente fórmula:
R R R RR
tg
R
tg
R
dR
1 1.
.
180
.
180
Sabemos que β1 = 45° y β2 = 138° de nuestro calculo, pero para el dibujo del Plano tomaremos (promedios aritméticos de β) para introducirlo en la tabla 1.
A su vez, dividiremos el rodete en un cierto número de anillos concéntricos, los cuales son necesarios que estén igualmente espaciados entre R1 y R2 estos anillos serán Ra, Rb y Rc.
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Entonces con los valores de R y , dibujaremos nuestro alabe en base a los puntos 1, a, b, c y 2.
Bibliografía
FUENTE: "LIBRO BLANCO DE MINIMIZACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES EN EL PINTADO EN CARROCERÍAS", elaborado por la Sociedad Pública de Gestión Ambiental IHOBE. S.A., perteneciente al Departamento de Ordenación del Territorio, Vivienda y Medio Ambiente del Gobierno Vasco. Con la colaboración de las siguientes empresas: SAGOLA, ICI AUTOCOLOR, GLASURIT, AKZO NOBEL, DUPONT IBÉRICA, HERBERTS ESPAÑOLA, MAX MEYER, PPG IBÉRICA, RM, SPIES HECKER Y GEINSA.
Manual Práctico de Ventilación Salvador Escoda http://www.filtronsrl.com.ar/sp/cabinas_pintura.htm http://www.youtube.com/watch?v=glivdoD77Sc Anillo R(cm) βi tgβi (R.tgβi)-1 ∆(R.tgβi)
-1 prom ∆R Rtg prom R ) ( 1 23,4 45 1,00000 0,04274 0 0 0 0 0 a 25,7 68,25 2,50652 0,01552 0,02913 2,30000 0,06700 3,83868 3,83868 b 27,9 91,5 -38,18846 -0,00094 0,00729 2,15000 0,01568 0,89824 4,73692 c 30,1 114,75 -2,16917 -0,01533 -0,00813 2,22500 -0,01810 -1,03700 3,69992 2 32,3 138 -0,90040 -0,03438 -0,02486 2,22500 -0,05531 -3,16877 0,53114
