Balanceo de red de ductos
Entrenamiento sistemas de control de polvo Marzo 2013
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¿Por qué balanceamos un SCP?
!Asegurar que cada punto de captura tiene el flujo de aire requerido! 2
¿Qué causa pérdidas de presión en la red de ductos? Entrada a la campana Ductos flexibles Ductos rectos Ensanchamientos de ductos Codos Conexiones en “Y”
Placas de Orificio Entrada al filtro Material filtrante Salida del ventilador Necesidades especiales del proceso
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¿Qué es el flujo de aire? El aire fluye de las zonas de alta presión a las zonas de baja presión La diferencia de presión resulta en una fuerza en el aire que causa que el flujo de aire ocurra. Cantidad de flujo de aire es
Q=A*V Q= Flujo de aire promedio (m3/s, ft3/min – cfm-) A= área de la sección (m2, ft2) V= Velocidad (m/s, ft/min –fpm-)
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Pérdidas de entrada La presión estática es requerida para acelerar el aire y vencer las pérdidas de entrada del dispositivo de captura TP corriente abajo = TP entrada - Pérdida a la entrada
Pérdida a la entrada = Coeficiente x VP (Coeficiente = factor geométrico)
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Pérdida de presión – Haciendo que el aire se mueva
Vena Contracta en el ducto
Moviendo el aire en reposo
Para que el aire alcance 4000 fpm, Se necesita 1” wc de VP en la Entrada. 6
Diagrama de coeficiente de pérdidas de entrada
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Pérdidas por fricción en el Ducto Pérdidas por fricción en el ducto = derivadas del factor de pérdida basados de la tabla de velocidad del aire, diámetro del ducto y rugosidad de la superficie. En ductos de diámetro mas pequeño = la resistencia es mas grande En mangueras flexibles se generan considerables pérdidas (de 2X o más)
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Pérdida de presión – Venciendo la fricción del ducto Pérdidas de presión y diámetro (a velocidad de 4000 fpm)
Los ductos más pequeños tienen mayor resistencia 9
Pérdidas por fricción en el ducto
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Pérdidas en los codos Pérdidas en los codos => Reducción de la presión estática Perdida en codos = coeficiente X VP
coeficiente = factor geométrico
Codos más agudos => mayor resistencia
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Codos
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Diagrama de Pérdidas de codos estándar Tipo de codo Soldado ASD-500 centerline R=1.5D ASD-501 centerline R=2.5D Fondo-plano * ASD´s 2015,2016,2017
90°
Ángulo 60° 45°
30°
25% 21%
18% 15%
14% 12%
11% 9%
25%
18%
14%
11%
* incluye consideraciones de incremento en la resistencia por el acumulamiento en 1 semana
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Pérdida o recuperación de presión en Y´s o uniones. •Cuando se acelera una corriente de aire, se pierde presión estática adicional por esta aceleración. –Conexión de un ducto a un ramal con mayores velocidades. – Salida del filtro al ducto de entrada al ventilador
• Cuando una corriente de aire reduce su velocidad, la presión de velocidad se convierte en ganancia de presión estática. En la práctica, solo tomamos en consideración 60% de esta ganancia. –Conexión de un ducto a un ramal con menores velocidades – Entrada al filtro
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Pérdida y recuperación de presión estática - Tabla Tipo de conexión ASD-510 Streamline 15° mezcla rectangular ASD-511 15° Saddle ASD-511 30° Saddle
Streamline
% recuperación cuando VPent VPsal > 0
% pérdida cuando VPent Vpsal < 0
-60% -60% -30% 0%
+100% +100% +130% +150%
Saddle 15
Ejemplo de pérdida/recuperación Tipo de conexión ASD-510 Streamline 15° mezcla rectangular ASD-511 15° ASD-511 30°
% recuperación cuando VPent VPsal > 0 -60% -60% -30% 0%
% pérdida cuando VPent Vpsal < 0 +100% +100% +130% +150%
TP = SP + VP VPin = 1.01”, VPout = 0.86” Ganancia debido a la Desaceleración de A a 7: dP = -.60 x (1.01 - 0.86) dP = 0.10” ganancia 16
Pérdidas Especiales Pérdidas para vencer la fricción generada por:
filtros separadores gravimétricos, ciclones obstáculos (placas de orificio) otros
4-6”wc
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Isométrico del SCP de la llenadora de cartones
Calcule Esta sección
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Pérdida a la entrada en el nodo 2 Dado: 200 CFM, 3" (campana, abertura de 1ft2, 200 ft/min) V = 4074 fpm, Vp = 1.03" (Apendice 4) Pérdida a la entrada: Apéndice 5 suponga entrada bridada 142% VP dPent = 1.03 x 1.42 = 1.46"
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Pérdida por ducto y codos en los nodos 2-31 200 CFM, 3" : V = 4074 fpm, Vp = 1.03, dPL = 10.88"/100 ft. (Apéndice 4) L = 5 ft., 1 codo 90o dPfricción = 5 ft. x 10.88"/100 ft. = 0.54" dPcodos = Apéndice 9, ASD-501 (Radio = 2.5x diámetro ducto D) % pérdida Vp = 0.21 dPcodos = 1.03 x 0.21 = 0.22" 2-31 dPt = 0.54 + 0.22 = 0.76
Apéndice 5 Tipo de codo
Soldado ASD-500 centerline R=1.5D ASD-501 centerline R=2.5D Fondo-plano * ASD´s 2015,2016,2017
90°
Ángulo 60° 45°
30°
25% 21%
18% 15%
14% 12%
11% 9%
25%
18%
14%
11%
* incluye consideraciones de incremento en la resistencia por el acumulamiento en 1 semana
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Ganancia/pérdida en la unión 3 200 CFM, 3" , L = 3 ft., 1 codo 90o (streamline) V = 4074 fpm, Vp = 1.03, dPL = 10.88 (Apéndice 4) dPfricción = 3 ft. x 10.88 11/100 ft. = 0.33" dPcodos = 90o codo = > 21% VP (Apéndice 9, ASD 501) dPcodos = 1.03 x 0.21 = 0.22"
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Ganancia/pérdida: Apéndice 6, ASD-510 3
Ganancia = (1.03-0.92) x -0.60 = -0.07 31-3dPt = 0.33 + 0.22 + (-0.07) = 0.48
2
1
en 5, VP salida = 0.92 (ver línea 3-5 en Fig. 2) en 2, VP ent = 1.03 VP ent > VP salida => -60% ganancia 21
Calcular en nodo de entrada de aire 4-4 Nodo: 4-4 500 CFM, 5" , V = 3667 fpm, ¿Cuál es la VP ? (Apéndice 4)
VP = ¿Cuál es la pérdida de entrada? Tubería bridada dPent = 22
Calcular nodos 4 al 32 500 CFM, 5" , L=13 ft., codos 1-90o y1-45o Del Apéndice 4, encuentre V = en fpm VP = en pulgadas dPL = en "/100 ft. dPfricción = 13 ft x dPL. = ? Del Apéndice 9 , pérdidas del codo: dPcodos = 1-90o X% VP? 1-45o Y% VP?
dPcodos = VP x (X + Y) = ?“ 4-32 dPt = dPfricción + dPcodos = ?”
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Calcular nodos 32 a 5 500 CFM, 5" , L = 8 ft., 1 codo 90o
V de 32 a 5 = 3667 fpm, VP = ?, dPL = ? (Apéndice 4) dPfricción = L x dPL = ?“ dPcodos = 90o codo = > X% Vp (Apéndice 9, ASD-501) dPfricción + dPel= ?"
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Calcular Ganancia/pérdida en el nodo 5 8
Ganancia/pérdida:
at 8, 5 at 4,
V de 5 a 8 = 4034 ft/min, ¿VP?
4
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VP
V de 4 a 5 = 3667 ft/min, ¿VP? ¿El aire se acelera o desacelera entre 4-5 y 5-8?
32-5 dPt = 4-32 dPt + dPfricción + Ganancia/pérdida = ? 25
e
Resumen Sume cada una de las pérdidas pequeñas para cada parte del sistema Haga un “Árbol de balanceo” para determinar donde se requieren placas de orificio para balanceo (diferencia de presión de> 20% en la unión) Calcule los diámetros de las placas de orificio Documente el diseño Obtenga la línea de base al arranque con ductos a METAL LIMPIO Documente la LINEA DE BASE para Monitoreo & Mantenimiento Vea el ejemplo de cálculo si necesita aprender cómo Hay un programa de balanceo disponible, aprenda 26 primero a calcularlo manualmente