Diseño de Sistemas de Extracción Localizada (SVLE)
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Diseño de Sistemas de Extracción Localizada (SVLE)
Componentes de un SVLE
Todos los sistemas de extracción localizada emplean campanas, conductos, accesorios, sistemas de tratamiento y ventiladores.
Conductos Circulares en SVLE
En los SVLE se eligen conductos circulares debido a las siguientes ventajas:
- Producen menos pérdidas por fricción.
- No requieren ocupar espacios reducidos.
- Presentan mayor resistencia a la deformación.
- Tienen distribución uniforme de velocidades.
Criterios de Selección de la Velocidad del Aire
Para Polvos
Se debe seleccionar una velocidad mínima adecuada (Vdiseño) para evitar la sedimentación de polvos en los conductos. La velocidad no debe superar los 30 m/s debido a que:
- Incrementan las pérdidas de carga.
- Incrementan los gastos de mantenimiento.
- Incrementa el ruido.
- Incrementa las vibraciones.
Para Gases y Vapores
La Vdiseño debe estimarse entre 5-10 m/s, considerando que:
- Cuando la velocidad aumenta, disminuye la sección e incrementan las pérdidas.
- Cuando la velocidad disminuye, aumenta la sección y los costos de instalación.
Métodos de Diseño de SVLE
El objetivo de un SVLE es lograr que cada campana aspire un caudal que como mínimo sea igual al caudal de diseño. Para lograr la distribución adecuada del caudal total entre las campanas, existen dos métodos de cálculo:
Método de Equilibrio por Compuertas
Consiste en calcular los diámetros de los conductos donde el caudal (Q) es el caudal de captación de la respectiva campana y (V) es la velocidad de transporte correspondiente al contaminante. En cada empalme se suman los caudales y con este nuevo caudal y la velocidad de transporte se calcula el área y diámetro del troncal.
Método de Equilibrio por Diseño
Consiste en lograr la distribución de los caudales en los distintos tramos, que deben ser iguales o mayores que el caudal de diseño. El cálculo comienza en las campanas y a partir del caudal de diseño se elige la velocidad de transporte y se calcula el área y dimensiones de cada conducto que concurren al mismo nudo. A partir de las longitudes de los tramos rectos se calculan las pérdidas de los mismos y se compara entre sí. Si no son iguales, no hay equilibrio de presión estática y se deben modificar las variables de cálculo.
Ventajas y Desventajas de los Métodos de Diseño
Método de Equilibrio por Compuertas (MEC)
Ventajas
- Los caudales pueden modificarse fácilmente.
- Permiten mayor flexibilidad para futuros cambios.
- Las correcciones de caudal son simples.
- Permiten pequeñas variaciones respecto al esquema inicial.
Desventajas
- Cuando transporta polvos pueden producir abrasiones.
- Pueden generar acumulación de polvos.
- Se pueden obstruir si la compuerta está muy cerrada.
- Se puede conseguir el equilibrio con el caudal teórico pero el gasto de energía aumenta.
Método de Equilibrio por Diseño (MED)
Ventajas
- No presenta problemas de abrasiones.
- El caudal total puede ser mayor que la suma de los caudales de diseño para lograr equilibrio en el sistema.
Desventajas
- No pueden ser modificados.
- Poca flexibilidad para adaptar a cambios futuros.
- La ejecución de la instalación debe ajustarse exactamente al proyecto.