Mecánica de Fluidos
Velocidad del aire
Recordemos aquí (Hoja
Técnica, VENTILACIÓN 4) que el aire
al circular por un conducto a la velocidad
v (m/s) de Sección S (m²),
determina una presión de velocidad, Presión
Dinámica Pd (mm c.d.a.), y se liga
con el caudal Q (m³/h), según las
fórmulas:
3.1 ¿Cómo se mide la velocidad?
Hay que distinguir dos campos bien diferenciados
en los que se hacen las mediciones: en el
laboratorio o en el lugar de la aplicación del
equipo o instalación de la ventilación.
En el primer caso la medición se efectúa por
medio de un Tubo de Prandtl, introducido en el
conducto por el que circula el aire, al que se
conecta un micromanómetro de tubo inclinado o
tipo Betz.
Deben hacerse un número importante de lecturas,
en unos puntos concretos del conducto. Según la
norma ISO 5801:1996 (E) una de las varias sondas
que describe se muestra en la Fig. 1 con las
indicaciones correspondientes. La misma norma
fija los puntos exactos donde debe hacerse la
lectura de presiones. El centro de la nariz de
la sonda debe colocarse sucesivamente en no
menos de 24 posiciones espaciadas simétricamente
dispuestas como se indica en la Fig. 2.
Los aparatos a conectar a las sondas, los
micromanómetros, pueden ser de lectura directa
por medio del nivel que alcanza un líquido,
agua, alcohol, etc. en un tubo generalmente
inclinado para aumentar la precisión de lectura,
o por el nivel que indica un sistema de cubetas
con lectores ópticos de precisión como en los
aparatos patrones o bien por métodos eléctricos.
Una representación de estos aparatos de medida
en laboratorios son los de las Figs. 3, 4 y 8.
En el campo de medidas "in situ" de la velocidad
del aire los aparatos suelen ser de tipo
mecánico, con una rueda que gira por efecto del
aire y su eje determina unas indicaciones
leíbles en términos de velocidad. Fig. 5.
Los
aparatos portátiles, ligeros y manuales para
medir la velocidad del aire de aspiración o
descarga de los sistemas de ventilación son muy
comunes en el mercado, pero no pueden utilizarse
de forma universal si se desean resultados
aceptablemente fiables. Hay aparatos
especializados a las funciones de medición, pero
siempre deben hacerse algunas consideraciones
para elegirlos.
A saber:
-
Conocer campo de medida
-
Destino de la medición
-
Naturaleza del flujo de
aire
-
Espacio disponible
-
Exigencias técnicas
-
Precisión necesaria
-
Precio
Estos aparatos se basan en
una rueda de paletas que gira dentro de una
envoltura tubular de acuerdo con la velocidad
del aire. El aparato traduce la velocidad de
giro de las paletas en velocidad del aire que
cruza axialmente su carcasa, dando una lectura
discreta de la velocidad.
Son aparatos mecanoeléctricos, que generan una
tensión medida por un galvanómetro y traducido a
unidades de velocidad de aire. También los hay
electrotérmicos en los que las variaciones de
temperatura de una resistencia eléctrica por la
acción refrigeradora del aire que circula se
traduce en indicaciones de velocidad del mismo.
Los dibujos de las Figs. 6 y 7 representan
algunos de estos aparatos.
3.2 Velocidad del aire en el confort
La velocidad del aire influye en el confort de
las personas principalmente por dos causas: la
incidencia del chorro sobre las mismas y el
ruido que produce.
En el primer caso se constata el mayor
enfriamiento que la corriente de aire produce en
los humanos por lo que el hombre siente una
temperatura inferior.
El gráfico de la Fig. 9 muestra la zona de
sensación agradable teniendo en cuenta el par de
valores temperatura del local y velocidad del
aire. Influye también de forma importante la
humedad. Este gráfico es válido para valores
entre el 30 y el 70%.
En realidad la forma más exacta de delimitar la
zona del bienestar es basarla en la llamada
temperatura efectiva que comprende a la vez la
temperatura, la humedad y la velocidad del aire,
fijadas sobre un diagrama sicrométrico.
En la Tabla 3 se dan las velocidades del aire
recomendadas y los lugares en dónde deben
aplicarse.
La dirección en la que se recibe el aire,
también influye en la satisfacción o molestia
que produce y se considera Buena si viene
de frente, a la cara de una persona sentada;
Aceptable si se recibe por encima de la
cabeza; y Rechazable si viene por detrás
de la nuca o a nivel de los pies.
Por lo que respecta al ruido, en la Tabla 4 se
dan los valores de velocidades de aire
recomendables para captar el aire de un espacio,
impulsarlo al mismo o bien transportarlo por
conductos que lo atraviesen.
Para escoger la velocidad más conveniente en los
conductos debe contemplarse el doble aspecto del
coste de la conducción, dimensionada en función
del caudal a transportar y por tanto con la
velocidad más alta posible y el ruido permitido
que marca un límite a esa velocidad.
3.3 Aplicaciones industriales
Una de las aplicaciones de la velocidad del aire
es en el transporte neumático de finos, polvos y
granos y en la captación de los mismos. El tipo
de campana, cabina o boca de captación
recomendada ha sido tratado en la
Hoja Técnica "Ventilación
4". Campanas de extracción.
Las velocidades de aire necesarias para
captar el contaminante, gas o sólido, y la
corriente para arrastrarlo por el conducto hasta
la descarga, aparte de los valores que aparecen
en la Hoja Técnica mencionada, se tratará de
forma específica en otro lugar.
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