CH07_VentPrimaria

5/12/2018 CH07_VentPrimaria - slidepdf.com

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VENTILACION PRIMARIA Y

SECUNDARIA

Ventilador Primario

Sistema Soplante

Ventilador Secundario

Sistema Aspirante

Instalación y Mantenimiento



Ventiladores Primarios

Estos ventiladores sirven para impartir la energíanecesaria para mover el aire dentro de la mina.

Los ventiladores pueden ser instalados tanto en

superficie como en subterráneo. Ventilador de Superficie (Primario)

Ventilador Subterráneo (Secundario)

Un ventilador secundario es instalado para ayudar aun ventilador primario en balancear las presiones delaire y reducir fugas.



Rampa

Escape

VR

Desarrollo

4

1

3

5

2Producción

Área de Trabajo

Referencias

Muro o Puerta

Ventilador

Sistema Aspirante



Tipos de Ventiladores

Dos tipos clásicos: Centrífugos y Axiales

Ventiladores Centrífugos. Son usados para movervolúmenes moderados de aire a altas presiones

Ambos son utilizados en minas metálicas

Ventiladores Axiales. Son usados para movervolúmenes altos de aire a presiones moderadas

Ejemplo: 500,000 p3/min de aire @ 12 “ H2O

Ejemplo: 800,000 p3/min de aire @ 6 “ H2O



Ventilador Centrifugo (aspirante)



Ventilador Axial (Aspirador)



Ventilador Primario

Ejemplo: Simulador VnetPC

Formular una red de ventilación

(Qo para todos los topes y talleres)

Determinar los caudales mínimos

Resolver la red de ventilación

Selección: La capacidad del ventilador esdeterminado utilizando un simulador.

Requiere:

(Seleccionar los ventiladores)



Ventilador Centrifugo

El aire entra axialmente, es movido radialmentepor el impeler y descargado tangencialmente

El ducto de entrada incluye un regulador deaspas operado por un actuador. El impeler es

una rueda de ± 10 paletas y un eje

Es operado por un motor de inducción.

El ventilador consiste de un ducto de entrada,

una carcasa, un difusor y un motor.



Rotation

Longitudinal View Drive End View

Portal

Self-Closing Doors

Motor Plinth

Motor

Evase’

RVC

Flexible Joint

Bearings

Detalles de un Ventilador Centrífugo

• Ducto de Entrada• Rodete y eje

• Carcasa y difusor• Motor de inducción



Ventajas y Desventajas

Ventajas: Construcción sólida y robusta

Preferido para generar altas presiones

Volumen moderado (Q/P ~ bajo)

Desventajas:

Genera ruido elevado a velocidades bajas(usado como extractor)

Eficiencia máxima: 65 – 90 %



Curvas Características

Estas graficas sirven para mostrar la relación del caudal

con la presión y la potencia del ventilador.

Caudal * 1000, p3/min

85 %

500

P r e s i ó n E s t á t i c a , p u l g .

H 2 O

80 %

10

0

0

-10º

+10º

Velocidad: 600 rpm

Densidad: 0.075 lb/p3

Angulo delas aspas

0º

A

B

A-B Región aceptable

Punto deOperación

P o t e n

c i a ,

B H P

BHP



Ventilador Axial

Las aspas dirigen al aire axialmente de la entrada ala salida (el aire no cambia dirección)

Los ventiladores modernos tienen aspas ajustables(permite cambiar su capacidad)

Otros ventiladores vienen con motores equipados con

convertidores de frecuencia (velocidad variable)

Eficiencia de Operación: 75 – 90 %



Ventajas: Caudal elevado. Capacidad flexible

desventajas: Ruido alto y requiere silenciadoresMantenimiento frecuente (cada mes)

Ventilador Axial

Impeler

MotorCaja

Piso de Galería

Muro de Concreto



Ventilador

axial en untajo abierto

Instalación

sobre unpozo



Curvas Características

135 HP A



Tipos de Instalación

Este tipo de instalación permite aumentar la presiónconsiderablemente. Son usados para trabajos largos

Ventiladores en Serie:

Fan A Fan B

QTQ

Ventiladores de doble fase



Ventiladores en Serie

• La curva característica de dos ventiladores en serie se obtiene

A: Punto de operación individual, B: Punto de operación combinado

sumando las presiones para un mismo caudal

PresiónPulg. H20

Q*10000, p3 /min0

2

4

4 8 12

B

A

Curva individual

Característica Combinada

Característica

de la mina



Tipos de Instalación

Este tipo de instalación permite aumentar el caudalsin afectar mucho la eficiencia.

Ventiladores en Paralelo

Puertas de Control

QT = Q1 + Q2

Vent A

Vent B Q1

Q2

S ≥ D



Ventiladores en Paralelo

• La curva característica de dos ventiladores en paralelo se

A: Punto de operación individual, B: Punto de operación combinado

Q*10000, p3 /min0

2

4

4 8 12

B

A

PresiónPulg. H20

Curva individual

Característica Combinada

Característica de

la mina

obtiene sumando los caudales para una misma presión



Ventilación Secundaria

Requerimientos Básicos

Selección e Instalación de ventiladores

Ventilación Secundaria

Operación y Mantenimiento

Inspección y Control




Puerta deVentilación

Abrir una puertasolamente

Ventilador SecundarioTabiques

herméticos

Un ventilador secundario es instalado para ayudar al

ventilador primario en controlar la presión del aire yreducir fugas



Ventilador Secundario en Galería


http://slidepdf.com/reader/full/ch07ventprimaria 23/44Ventiladores Secundarios en Paralelo




El ventilador es elegido conjuntamente con

el ventilador primario, al inicio del diseño

Operación y Mantenimiento

Tamaño y Selección

Para un uso eficiente, es necesario controlar

la calidad del aire y el estado del ventilador.



Ubicación de Ventilador Secundario

Donde instalar el ventilador Secundario?

4.0”

2.0”

Hs

Distancia, Km

Frente

B A C



Ubique el ventilador para minimizar fugas de aire

4.0”

2.0”

Hs

Distancia, Km

Frente

B A C

Ubicación del Ventilador Secundario



Ventiladores Secundarios en ParaleloCapacidad: 400 HP cada uno

Cono de Salida

Puerta

Manual



Leyes del Ventilador

Relacionan los cambios de presión, caudal y potencia

con cambios de diámetro, velocidad y densidad

1. Caudal, Q: teconsK n

QQ

tan

*D3

2. Presión, H:

3. Potencia, P:tecons

K wn

PP

tan

**D53

teconsK wn

H H

tan

**D22

n = velocidad, D = diámetro, w = densidad del aire

Donde:




De las tres leyes, las mas usadas son aquellas querelacionan caudal, presión y potencia con cambios develocidad y densidad del aire

Cambio de velocidad:

Los ventiladores modernos están equipados conmotores de frecuencia variable (VFD).

Un VFD permite al ventilador aumentar o disminuirsu capacidad de acuerdo a las circunstancias.

Q 2 = (n 2 /n 1 )Q 1 H 2 = (n 2 /n 1 ) 2 H 1 P 2 = (n 2 /n 1 )

3 P 1

Si D y w son constantes, entonces:




Ejemplo 1. El punto de operación de un ventilador esta

representado por:n1 = 600 rpmQ1 = 100 kp3 /minH1 = 5 pulg. H2O

P1 = 160 HPw1 = 0.060 lb/p3 η1 = 49 %

Q = 100 k

H 1 =

5 “

n = 300

Problema: Determine elpunto de operacióncuando la velocidad bajade n = 600 a 300 rpm

Asuma w2 = w1




Q2 = 0.5 Q1

H2 = 0.25 H1

P2 = 0.125 P1

Solución:

(n2 /n

1) = 0.5

n = 6 0 0 r p m

Q = 100 k

H 1 =

5 “

n = 300

n = 6 0 0 r p m

Q = 100 k

H 1 =

5 “

n = 300

n1 = 600 rpm

Q1 = 100 kp3

/minH1 = 5 pulg. H2O

P1 = 160 HP

w1 = 0.060 lb/p3

η1 = 49 %

Q2 = 50 kp3 /min H2 = 1.25 pulg. H2O P2 = 20 hp

Ejemplo 1.

n2 = 300 rpm




Cambio de Densidad del Aire

Las curvas de los ventiladores están estandarizadaspara condiciones del nivel del mar

En la practica, pocos ventiladores trabajan bajo estascondiciones, pero muchos a otras altitudes. Entonces,estos operan con diferentes rendimientos

Q 2 = Q 1 H 2 = (w 2 /w 1 ) H 1 P 2 = (w 2 /w 1 )

P 1

Si D y n son constantes, entonces:




Ejemplo 2. Un punto de operación de un ventilador esta

representado por:n1 = 800 rpmQ1 = 100 kp3 /minH1 = 20 pulg. H2O

P1 = 450 HPw1 = 0.075 lb/p3 η1 = 70 %

100

H 20” Problema: Determine el

punto de operacióncuando el ventilador esinstalado en un lugardonde w2 = 0.047 lb/p3

Asuma n2 = n1Q, k p 3 /min




Ejemplo 2. n1 = 800 rpm

Q1 = 100 kp3 /minH1 = 20 pulg. H2O

P1 = 450 HP

w1 = 0.075 lb/p3 η1 = 70 %

100

H 20”

Solución: w2 / w1 = 0.627

Q, k p 3 /min

w2 = 0.047 lb/p3

Q2 = Q1

H2 = 0.627 H1

P2 = 0.627P1

Para w2 = 0.047 lb/p3, lapresión del ventilador bajade 20 a 12.5 pulg.H2O



Selección del Ventilador

Ejemplo 3. En una mina metálica se requiere unventilador de las siguientes características:

Caudal = 300,000 p3 /min

Presión total = 6 pulg. H2Ow = 0.075 lb/p3

La Fig. 11 muestra las curvas características de unventilador existente en el almacén

Si este ventilador es instalado en la mina, cual seriasu punto optimo de operación (Q, H, P)?



Características del Ventilador “Spendrup”

Caudal, p3 /min x 1000

P r e s i ó n

T o t a l ,

p u l g .

H 2

O

P o

t e n c i a R e q u e r i d a ,

H P

Fig. 11



Ejemplo 3. Requerimiento:

Solución:

1. Determine la resistencia de la mina


Q = 300,000 p3 /min

P = 6 pulg. H2O

H = R Q2 → R = H/ Q2 R = H/ Q2 = 0.667 10-10

2. Determine la curva característica de la mina

Q, k p3 /min 0 200 300 400

H, pulg. H2O 0 2.67 6.0 10.67



Caudal, p3 /min x 1000

P r e s i ó n

T o t a l ,

p u l g .

H 2

O

P o

t e n c i a R e q u e r i d a ,

H P

Características del Ventilador “Spendrup”



Ejemplo 3: Resumen

El ventilador seleccionado debe operar con susalabes en posición # 4. Su Punto de operación estadado por:


Q = 320,000 p3 /min

H = 6.8 pulg. H2O

Eficiencia, η = 82 %

El ventilador requiere de un motor de 418 HP depotencia.



Instalación

Requerimientos Básicos

Selección e Instalación de ventiladores

Instalación y Mantenimiento deVentiladores

Mantenimiento

Inspección y Control

Responsabilidades del Supervisor



Instalación del Ventilador

El trabajo de instalación incluye:

Construcción de una cámara de acople

Construcción de fundaciones

Instalación del ventilador y accesorios

Pruebas de funcionamiento y entrega

incluyendo puertas de seguridad



Socavón 1

V- 12

V- 14

Conducto de Entrada

Difusor

Motor

Ventilador

Cámara de Acople

PuertasDobles

D

D

Detalles de Instalación de dos Ventiladores Centrífugos



Deben ser instalados en estructuras sólidas para

evitar recirculación de aire contaminado

Reglas para el Uso Eficientede Ventiladores

La conexión eléctrica del ventilador secundario debe

ser sincronizada con aquella del ventilador primario.

Deben ser ubicados para reducir fugas de aire y

preferentemente en galerías de expulsión



Entrene a su cuadrilla a utilizar los ventiladores de unamanera segura y eficiente.

Obligaciones del Supervisor

Equipe a los obreros con las herramientas de trabajoy entrénelos en el uso correcto de estas.

Para cumplir con este objetivo, siga estas reglas:

Inspeccione las partes móviles del ventilador. Use

los 5 sentidos: vista, olfato, oído, tacto, y gusto

Si encuentra algún defecto, corríjalo inmediatamente.

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