Mecánica de Fluidos
Circulación de aire por conductos III
Es muy frecuente que, por imperativos de la
construcción en los edificios, se tenga que
recurrir a cambios de sección, reducciones o
aumentos del paso de los conductos, que se
procurará siempre hacerlo de forma
progresiva para minimizar las pérdidas. Ello
no obstante a veces hay que hacer los
cambios de sección de forma brusca, por lo
que hay que calcular las pérdidas.
Las gráficas de la Fig. 4
trata de los cambios suaves progresivos, en
función del ángulo bajo el que se produce la
transición entre secciones.
En las disminuciones no se distingue en cuanto a
pérdidas entre conductos circulares o
rectangulares. Sí, en cambio, en aumentos de
sección existen ligeras diferencias que se
reflejan en la gráfica.
Aunque los cambios bruscos de sección no
responden a un buen diseño, sí que son
habituales en casos de una campana, una cabina o
un plenum que entregan a un conducto de mucha
menor sección.
Cuando los cambios deben ser bruscos, de menor a
mayor o viceversa, puede estimarse el
coeficiente de pérdida de carga en función de la
relación de diámetros y por medio de las
gráficas de la Fig. 5.
En caso de una disminución brusca los bordes
tienen una influencia decisiva en el coeficiente
de pérdidas.
En la gráfica pueden verse los valores que
corresponden a bordes con aristas vivas.
Redondeando un poco los mismos, el coeficiente
desciende a valores ínfimos, como muestra la
línea de trazos discontinuos.
Un caso especial es la entrada de un local a un
conducto, D1 = ¥, que
puede tomarse para el valor D/D1 = 0, un
coeficiente «n» = 0,5 aprox.
En expansiones bruscas puede considerarse el
caso especial de descarga de un conducto a un
local, D1 = ¥, con lo
que D/D1 = 0, y un coeficiente «n» = 1.
La convergencia y bifurcación de caudales, esto
es la unión y separación de los mismos, da lugar
a una gran variedad de soluciones.
Conductos circulares y rectangulares, uniones en
forma de "T" o de "Y" y, éstas, de inclinaciones
de 20°, 30° ó 45° y piezas intermedias cónicas
para empalmar secciones de distintos valores.
Todo ello conduce a múltiples tablas con
profusión de datos relativos a los coeficientes
«n» de pérdida de carga para la rama
principal y auxiliares.
Todos vienen dados en función de la relación de
caudales, que a su vez son iguales a la relación
de las secciones de los conductos multiplicadas
por las velocidades de aire que circulan por
ellos, o sea: Q / Q = S V / S V; Q / Q = SV / SV
con lo que las tablas resultan de varias
entradas.
Sólo a título orientativo se muestra la Fig. 6
con unas tablas simplificadas de variantes. Los
valores negativos de «n» representan
"facilidad" de carga, en vez de "pérdida",
provocada por una relación de caudales a través
de unas secciones y velocidades de aire
concretas.
En las Figs. 7 y 8 se dan los coeficientes «n»
de pérdida de carga de diversas salidas de
conductos.
Las salidas verticales de los conductos de
ventilación a través del tejado, protegidas de
la lluvia por un sombrerete, como indica la Fig.
9, no son recomendables por cuanto dirigen hacia
abajo los gases expulsados que, con la velocidad
conferida por la salida, pueden difundirse por
el tejado y las paredes altas del edificio, con
ventanas, e introducirse de nuevo en el mismo.
La pérdida de carga, además, es muy importante
en este caso.
Una buena forma de resolverlo es dotar la salida
con una envolvente tubular con la disposición y
dimensiones que se indican en la misma figura,
que actúa como tobera de difusión vertical y a
la vez drena la posible agua de lluvia que se
introduzca por la boca, que desciende pegada a
las paredes internas. La pérdida de carga es
mucho menor, además.
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