Ventilador centrífugo


Un ventilador centrífugo es un dispositivo mecánico para mover aire u otros gases en una dirección en ángulo con el fluido entrante. Los ventiladores centrífugos a menudo contienen una carcasa con conductos para dirigir el aire saliente en una dirección específica o a través de un disipador de calor ; Este tipo de ventilador también se llama soplador , ventilador o ventilador de jaula de ardilla (porque parece una rueda de hámster ). Los pequeños que se usan en las computadoras a veces se llaman sopladores de galletas.. Estos ventiladores mueven el aire desde la entrada giratoria del ventilador a una salida. Por lo general, se utilizan en aplicaciones con conductos para extraer aire a través de los conductos / intercambiadores de calor o empujar el aire a través de un sistema similar. impulsores . [1] En comparación con los ventiladores axiales estándar , pueden proporcionar un movimiento de aire similar desde un paquete de ventilador más pequeño y superar una mayor resistencia en las corrientes de aire.

Los ventiladores centrífugos utilizan la energía cinética de los impulsores para mover la corriente de aire, que a su vez se mueve contra la resistencia causada por conductos, amortiguadores y otros componentes. Los ventiladores centrífugos desplazan el aire de forma radial, cambiando la dirección (normalmente en 90 °) del flujo de aire. Son resistentes, silenciosos, fiables y capaces de funcionar en una amplia gama de condiciones. [2]

Los ventiladores centrífugos son, como los ventiladores axiales, dispositivos de volumen constante, lo que significa que, a una velocidad constante, un ventilador centrífugo mueve un volumen de aire relativamente constante en lugar de una masa constante. Esto significa que la velocidad del aire en un sistema es fija, pero la masa real de aire que fluye variará según la densidad del aire. Las variaciones en la densidad pueden ser causadas por cambios en la temperatura del aire entrante y la elevación sobre el nivel del mar, lo que hace que estos ventiladores no sean adecuados para aplicaciones donde se requiere proporcionar una masa constante de aire. [3]

Los ventiladores centrífugos no son dispositivos de desplazamiento positivo y los ventiladores centrífugos tienen ciertas ventajas y desventajas en comparación con los ventiladores de desplazamiento positivo: los ventiladores centrífugos son más eficientes, mientras que los ventiladores de desplazamiento positivo pueden tener un costo de capital menor y son capaces de lograr una compresión mucho mayor. ratios. [4] [5] [6] [7] [8] Los ventiladores centrífugos se suelen comparar con ventiladores axiales para aplicaciones residenciales, industriales y comerciales. Los ventiladores axiales generalmente operan a volúmenes más altos, operan a presiones estáticas más bajas y tienen una mayor eficiencia. [9] Por lo tanto, los ventiladores axiales se utilizan generalmente para el movimiento de aire de gran volumen, como el escape de un almacén o la circulación de la habitación, mientras que los ventiladores centrífugos se utilizan para mover el aire en aplicaciones con conductos, como una casa o un entorno de oficina típico.

El ventilador centrífugo tiene una forma de tambor compuesto por varias aspas de ventilador montadas alrededor de un eje. Como se muestra en la figura animada, el cubo enciende un eje de transmisión montado en cojinetes en la carcasa del ventilador. El gas entra por el lateral de la rueda del ventilador , gira 90 grados y acelera debido a la fuerza centrífuga a medida que fluye sobre las aspas del ventilador y sale de la carcasa del ventilador. [10]

La primera mención de ventiladores centrífugos fue en 1556 por Georg Pawer (en latín: Georgius Agricola ) en su libro De Re Metallica , donde muestra cómo se usaban dichos ventiladores para ventilar minas. [11] A partir de entonces, los ventiladores centrífugos gradualmente cayeron en desuso. No fue hasta las primeras décadas del siglo XIX que se reavivó el interés por los ventiladores centrífugos. En 1815, el marqués de Chabannes abogó por el uso de un ventilador centrífugo y obtuvo una patente británica ese mismo año. [12] En 1827, Edwin A. Stevens de Bordentown, Nueva Jersey, instaló un ventilador para soplar aire en las calderas del barco de vapor de América del Norte . [13] De manera similar, en 1832, el ingeniero sueco-estadounidense John Ericssonutilizó un ventilador centrífugo como soplador en el vapor Corsair . [14] Un ventilador centrífugo fue inventado por el ingeniero militar ruso Alexander Sablukov en 1832, y se utilizó tanto en la industria ligera rusa (como la fabricación de azúcar) como en el extranjero. [15]


Un típico ventilador centrífugo curvado hacia atrás, en el que las aspas se curvan en dirección opuesta a la dirección en la que giran.
Ventilador de refrigeración centrífugo montado en un disipador de calor que disipa el calor del procesador de una computadora portátil de consumo. Este ventilador centrífugo en particular funciona con un motor de CC sin escobillas de 5 voltios.
Un ventilador centrífugo de alta presión que se utiliza para suministrar aire a un tanque de aireación para un proceso industrial. El impulsor centrífugo en sí está alojado en la voluta azul (izquierda) y recibió energía mecánica de un motor de CA controlado por VFD alojado en la carcasa azul a la derecha.
Figura 1: Componentes de un ventilador centrífugo
Un ventilador centrífugo en línea que se descarga al exterior de un edificio a través de un conducto. La geometría de la voluta redirige el flujo de salida para que sea paralelo al flujo de entrada de gases.
Figura 3: Aspas del ventilador centrífugo
Aspas curvadas hacia adelante en un ventilador doméstico
Triángulo de velocidad para hoja orientada hacia adelante
Triángulo de velocidad para hoja orientada hacia atrás