Ventiladors, Bufadors i Compressors: Principi i Aplicacions en Gasos

Aparells per Subministrar Energia als Gasos

Els aparells que s’utilitzen per subministrar energia als gasos són els ventiladors, els bufadors i els compressors. En funció de l'augment de pressió proporcionat al gas s'emprarà un aparell o un altre:

• Per augments de pressió petits s'empren ventiladors.
• Si l'augment de pressió és petit-mitjà l'aparell indicat és un bufador.
• Si l'augment de pressió ha de ser gran s'hauran d'emprar compressors.

Relació de Compressió i Diferències amb Bombes

La relació de compressió és el quocient entre l'altra pressió a la sortida i la baixa pressió a l'entrada del compressor. Els aparells d'impulsió de gasos es basen en els mateixos principis que les bombes, però cal tenir en compte algunes diferències remarcables:

• La densitat dels gasos és menor que la dels líquids.
• La viscositat dels gasos també és menor que la dels líquids.
• Els gasos, a diferència dels líquids, són compressibles.

Característiques dels Aparells d'Impulsió

Els Ventiladors

Els ventiladors són aparells que tenen la característica d’impulsar grans cabals de gas, provocant augments de pressió petits (fins a 30 kN/m² o 3 kPa). És a dir, en passar per un ventilador, els gasos són impulsats però no comprimits. S’acostumen a utilitzar en instal·lacions de condicionament d’aire i assecat per circular, introduir o evacuar aire, o moure'l a través de conductes.

Els ventiladors mouen gasos sense pressió significativa, per tant, segons Bernoulli:

• a) La diferència entre la densitat en succió i impulsión és despreciable: densitat constant.
• b) La diferència entre les boques d'aspiració i impulsión sol ser petita o nul·la: la diferència d'altures geomètriques és despreciable.
• c) La velocitat de succió $v_{su}$ és nul·la o molt petita enfront de la velocitat de descàrrega $v_{de}$.

Els Bufadors (Soplantes)

Els bufadors, tracten cabals de gas mitjans, provoquen augments de pressió intermedis d'1,1 a 4 vegades la d'aspiració (fins a 400 kN/m² o 300 kPa). S’utilitzen en instal·lacions de refredament d'aire, flotació, aeració, injecció d'aire a forns de combustió, transport pneumàtic, fluidització, etc.

Regulació de Caudals en Ventiladors

Es presenten 3 sistemes més comuns per a la regulació de cabals en ventiladors:

1. Amb motors de variadors de velocitat.
2. Amb vàlvules d'àlabes directrius.
3. Amb vàlvules de persiana o damper.

Els Compressors

Els compressors poden donar cabals diferents segons el cas i provoquen augments de pressió molt elevats (a partir de 300 kPa). S'utilitzen en instal·lacions en les quals cal treballar a pressions elevades, com per exemple les instal·lacions d'aire comprimit i algunes reaccions químiques com la síntesi de l'amoníac. Poden subministrar aire a elevada pressió per a transport, neteja, eines pneumàtiques i perforadores, refrigeració, etc.

Els compressors multietapa poden arribar a provocar augments de pressió de fins a 400.000 kN/m².

Tipus de Fluxos en Compressors

Pel que fa a la direcció del flux:

• En els aparells axials, la direcció del flux coincideix amb la direcció de l'eix de gir.
• En els aparells centrífugs, el flux és com en les bombes centrífugues.

Resum de la Funció d'Impulsores de Gases

Impulsores de gases: Elevar la pressió de gasos o vapors i proporcionar un cabal o flux constant.

• Els ventiladors proporcionen grans cabals de gas a una pressió lleugerament superior a la d'aspiració.
• Els bufadors (soplantes) són màquines rotatòries de gran velocitat que operen a pressions baixes-intermèdies.
• Els compressors són capaços de desenvolupar pressions molt altes.