INGENIERIA EN LA VENTILACION MINERA-Bart Gilbert.pdf

CURSO:

INGENIERIA EN LA VENTILACION

MINERA

AUDITORIUM MINAS - UNI

SISTEMAS DE VENTILACION

ALPHAIR-JOY

SELECCION DEL VENTILADOR ADECUADO

PARA LA VENTILACION DE MINAS

Por : Bart Gilbert

CENTRO DE TECNOLOGIA NORANDA-QUEBEC-CANADA

CONCEPTOS BASICOS

Los ventiladores cumplen una función básica, la cual es crear una diferencia de presión entre

la entrada del ventilador y la salida del mismo. Para determinar con precisión la presentación

de este trabajo, es necesario entender algunos conceptos básicos.

Unidades de Medida

-Volumen/Flujo

-Presión

- Fuerza / Energía

Estos parámetros pueden estar expresados en cualquier sistema de medida, siendo los más

comunes el Sistema Inglés, el Sistema Métrico y el Sistema Internacional.

VOLUMEN

El volumen definido por la cantidad “Q” de gas (típicamente aire) en el sistema, se mide en

pies cúbicos por minuto (CFM), metros cúbicos por segundo (M3/s) o litros por segundo (l/s).

Para algunas aplicaciones tal como calderas y sistemas de combustión se usa flujo de masa y

se expresa en libras por hora o kilogramos por segundo. El sistema de flujo de masa no es

comúnmente usado en aplicaciones mineras, excepto cuando se realiza un balance de

ventilación donde el volumen actual del aire en la mina varía debido a cambios de

temperatura, presión o humedad; no hay ley física de conservación de volumen, pero si una

ley de conservación de masa, de modo que el flujo de masa es el único método verdadero de

confirmación ya que el flujo que sale de una mina es el mismo flujo que entra.

En cualquier sistema que se mida, el volumen puede expresarse en unidades actuales o

estándares. Un pie cúbico estándar de aire está definido como un pie cúbico a 70°F. a

cero pies sobre el nivel del mar y a una presión barométrica de 29.92 pulgadas de mercurio,

pesando 0.075 lb. En el sistema métrico el estándar es ligeramente diferente, la unidad típica

es un metro cúbico a 0°C (32°F) a cero metros sobre el nivel del mar y a una presión

barométrica de 101.325 kilo pascal pesando 1.294 kilogramos.

Cuando se usan unidades estándar, el volumen está definido como pies cúbicos estándar

por minuto (SCFM) como opuesto a los pies cúbicos actuales ( ACFM ). Las unidades

métricas se definen como, metros cúbicos normales por segundo (NM3/s) como opuesto

a metros cúbicos actuales por segundo (M3/s).

PRESION

La presión define la energía contenida en el gas o necesitada por un sistema para vencer

la resistencia de flujo. La presión es típicamente medida en unidades de agua (water

gauge “W.G.), pulgadas de mercurio (“Hg), libras por pulgada cuadrada (PSI),

milímetros de agua (mm W.G.), Pascals o Kilos Pascals (Pa o KPa).

Hay tres tipos diferentes de presión para considerar en un sistema de ventilador:

1.- Presión Estática, que es la presión ejercida independiente de cualquier movimiento.

2.- Presión de Velocidad, que es la presión resultante del movimiento del gas.

3.- Presión Total, que es la suma de las presiones estáticas y de velocidad.

Como una ayuda para visualizar los diferentes tipos de presión considere la presión

estática como la presión en un balón o tanque, la presión de velocidad como la fuerza

que se siente cuando se mantiene la mano fuera de la ventana de un automóvil en

movimiento, y la presión total como la fuerza en una manguera por donde circula agua,

donde hay ambas, presión estática del sistema de agua y presión de velocidad de la

energía cinética del agua en movimiento.

Algunos conceptos sobre la presión que hemos encontrado útiles son:

A.-Asumiendo un sistema sin fricción, la presión total siempre permanece igual. Si se

aumenta la velocidad, la presión de velocidad aumentará y la presión estática

disminuirá; a la inversa, si disminuye la velocidad, aumentará la presión estática.

B.-Puede haber solamente una presión de algún tipo dado en algún punto dado en algún

sistema; esto parece muy simple, pero si usted está midiendo presión en un sistema y

encuentra dos presiones, hay un error en sus mediciones.

C.-La presión no puede existir en forma independiente, es necesario que haya

resistencia en un sistema.

POTENCIA/TRABAJO

La potencia/trabajo es normalmente medida en caballos de fuerza (HP) o Kilowatts

(KW).

En esta presentación se usará la medida en sistema Inglés; se adjunta una tabla de

conversiones para alternar unidades.

EFECTOS DEL MEDIO AMBIENTE

Los ventiladores son equipos de volumen constante, cuando son conectados a un

sistema y este no varía, los ventiladores siempre producirán el mismo flujo volumétrico.

Sin embargo los ventiladores no son equipos de presión constante o de masa constante,

la presión que estas generan, la masa de gas manejada y la potencia requerida variará

directamente con la densidad del gas; a una velocidad y volumen dados, un gas de alta

densidad generará una alta presión y alta potencia; mientras un gas de baja densidad

generará una menor presión y potencia. Como los datos y curvas del ventilador son

generalmente producidos para condiciones estándar es importante reconocer los factores

que pueden afectar la presión, generando capacidades de un ventilador.

Los principales factores ambientales que afectarán la capacidad del ventilador en

aplicaciones mineras son:

1.- Altitud:

Como la altitud aumenta el tamaño de la columna de aire sobre un área, la presión

barométrica disminuye en ese punto; la reducción de presión reduce la densidad de aire

y por lo tanto la capacidad de presión de un ventilador. En elevaciones de hasta 2000

pies sobre el nivel del mar el efecto es pequeño y es típicamente ignorado en la mayoría

de aplicaciones mineras; pero a elevaciones de 10,000 pies la densidad del aire es menor

que la densidad al nivel del mar en un 70% y un ventilador operando en ese punto

generaría solamente el 68.8% de la presión que se mostraría en una curva de

condiciones estándar; a la inversa, a bajas elevaciones tal como en el fondo de una

mina profunda, un ventilador generará más presión que la mostrada en una curva

estándar. La presión barométrica varía en nominalmente 1 "Hg por 1000' de elevación;

así la densidad del aire puede calcularse aproximadamente reduciendo la presión

barométrica del sitio en 1" por cada 1000' de elevación, dividiendo la presión resultante

por 29.92 y multiplicando la densidad estándar de 0.075 Ibs/pies3 por la razón de

presiones barométricas. Se incluye en el apéndice, una tabla donde se muestra la

densidad del aire en varias elevaciones.

2.- Temperatura:

Cuando la temperatura aumenta, los gases se expanden, requiriendo más espacio para

una cantidad de masa dada y decrece en densidad; cuando la temperatura

disminuye, los gases se comprimen, ocupando menos espacio y aumentan en densidad.

.

Las variaciones extremas en temperatura no son normalmente de mayor importancia en

ventilación de minas con la excepción de los tamaños de motores de los ventiladores

pueden requerir aire fresco para operar en condiciones similares al del libre.

El efecto de la temperatura sobre la densidad del aire puede ser fácilmente calculado

usando una razón de temperaturas absolutas; ya que el cero absoluto es -460°F; la

variación de la densidad de aire estándar de 0.075 lbs/pies3 a 70° para 250°F sería:

(460 + 70) x 0.075 = 0.056 lb/pie3

(460 + 250)

Una relación útil para recordar es que el aire a 600°F pesa tanto como la mitad de aire a

una temperatura estándar de 70° y que la relación es lineal.

3.- Grados de Saturación y Humedad:

La presencia de vapor de agua en el aire no es generalmente significativa desde

la perspectiva de desempeño de un ventilador en la mayoría de aplicaciones de

ventilación de mina; sin embargo puede volverse importante a temperaturas más

altas, a 1500 F el aire que está completamente saturado con vapor de agua pesará

0.0493 lbslpie3 mientras el aire seco pesará 0.0652 lbs/pie3, a 70°F. el aire

completamente saturado pesará 0.073 lbs/pie3 como en oposición a 0.075 para el

aire seco.

Para aplicaciones de alta temperatura/alta humedad debe consultarse una tabla

psicrométrica.

El agua corriente o en gotas puede afectar a un ventilador en dos formas,

en términos de su vida mecánica ya que el agua puede ser muy erosiva y/o

corrosiva y en su consumo de energía ya que la presencia de grandes

cantidades de agua aumentarán la densidad y por lo tanto el flujo de masa

y energía requerida.

La humedad puede ser una significativa consideración de comodidad en minas

calientes y profundas y la falta de control de agua y evaporación puede afectar

los volúmenes de ventilación necesarios para mantener un adecuado ambiente

para el trabajo productivo. .

4.- Presión Positiva y Negativa:

La mayoría de curvas y datos del ventilador asumen que el ventilador esta

recogiendo aire estándar de la atmósfera y aumentan la presión; si el ventilador

esta sobre una aplicación de expulsión, el aire está en presión negativa y su

densidad decrecerá desde estándar por esa presión. A presiones típicas de

ventilación de mina de l0"W.G. o menor, la variación es pequeña y es

generalmente ignorada, para verificar el efecto, puede usarse una razón de

presiones barométricas.

Una pulgada de mercurio, es igual 13.619 pulgadas de agua, así el efecto de

una presión -10" sería: . .

29.92 - (10/13.619)x 0.075 = 0.0732 lbs/pie3

29.92

Todos los factores antes mencionados deben considerarse cuando se ha planeado

un proyecto de ventilación; puede decidirse que algunos de estos factores no son

significativos, pero es mejor tomar esa decisión desde todo punto de vista.

LEYES DEL VENTILADOR

Los ventiladores operan de acuerdo con .un grupo de funciones similares que son

llamados las "Leyes del Ventilador". Estas leyes definen las relaciones entre las

variables de desempeño en la operación 'del ventilador. Las leyes del ventilador

más comúnmente usadas son aquellas que se relacionan con flujo, presión y

potencia:

1.- Flujo

El flujo volumétrico varía directamente con la velocidad del ventilador, así si la

velocidad del ventilador aumenta en 50%, el flujo también aumentará en 50%.

2.- Presión

La presión varía como el cuadrado de la velocidad del ventilador, así si. la

velocidad del ventilador incrementa en 50% la presión aumentará en (1.5)2 ó 2.25

veces.

3.- Potencia

La potencia varía como al cubo de la velocidad del ventilador. Así, si la velocidad

del ventilador incrementa en 50%, la potencia aumentará en (1.5)3 o 3.375 veces.

4.- Densidad

La presión del ventilador y la potencia variará directamente con la

densidad del gas.

La resistencia de un sistema al flujo también varía por una función

cuadrática del flujo de volumen, así que si usted quiere aumentar el flujo a

través de una parte de una mina que esta corrientemente siendo a 100,000

ACFM a una caída de presión de 10" W.G., a 150,000 ACFM la

resistencia aumentará a 22.50" W.G.; esta relación' de ley al cuadrado entre

volumen y presión puede usarse para crear un sistema de línea o curva que

definirá la presión necesaria para operar a algún punto dado si se conoce

sólo algún punto de operación. En conjunción con una curva del ventilador

también puede usarse para determinar el flujo que resultaría cuando uno o

dos ventiladores montados en paralelo no operan.

Hay leyes de ventilador que cubren las relaciones en diámetros y sonido de

ventiladores, pero estos son de mayor interés para diseñadores de

ventiladores e ingenieros, que para usuarios de ventiladores.

ECUACIONES BASICAS

En adición a las leyes de ventiladores y ecuaciones de corrección de presión anotados

anteriormente hay varias ecuaciones que son muy útiles en aplicaciones de hoy.

1.- La Ecuación de Atkinson

La ecuación de Atkinson provee un método de calcular la presión necesaria para

vencer la resistencia de un sistema dado. La educación es:

Hf= KPLQ2

5.2A3

Donde:

Hf= Cabeza de fricción en pulgadas W.G.

K= Coeficiente de pérdida (vea tabla de coeficientes en el apéndice)

P= Perímetro del ducto en pies

L= Longitud del ducto en pies

Q= Cantidad o volumen de aire en ACFM

A= Area del ducto en pies cuadrados

5.2= Constante de conversión

Ejemplo:

550,000 ACFM a través de un diámetro de 15' de tiro de ventilación

alineado de concreto de un pique de 4500" de profundidad.

K = 20 x 10-10

P= 15xPi =47.12"

L = 4500"

Q = 550,000

A = ((15/2) 2) x Pi = 176.71 pies2

Así:

(20 x 10-10) x 47.12 x 4500 x (550,000)2= 4.47"W.G.

5.2 X (176.71)3

Notas:

-Cuando se use la ecuación Atkinso n para el cálculo de ducto

respiradero debe usarse la longitud teórica más bien que la longitud

verdadera (vea adjunto).

-Generalmente debe usarse un factor de seguridad cuando se calcule las

pérdidas de cualquier sistema para cubrir, fuga, encorvadura,

obstrucciones, roca caída y futuras necesidades de ventilación.

2.- Presión de Velocidad

La presión de velocidad puede calcularse de dos formas usando una constante

para el aire normalizado (standard) o usando la densidad del gas verdadero en la

ecuación.

Para aire normalizado Pv = (Velocidad/4005)2

Para aire no-normalizado Pv = (Velocidad/l097)2 x Densidad

Nota:

Como se mencionó en la sección ley del ventilador, la presión varia como al

cuadrado del cambio de volumen.

Así el flujo a través de un ducto o sistema varía, la resultante presión de

velocidad puede calcularse usando el método Ley de ventilador más bien

que el cálculo de la presión de velocidad.

3.- Caballo de Fuerza de Aire

Es a menudo deseable obtener un estimado aproximado de la potencia requerida

para manejar un sistema dado. Un método para hacer esto es calcular el caballo

de fuerza del aire, el cual es la potencia requerida exclusivamente de la

ineficiencia del ventilador.

AHP = (Q x Pt)

6362

donde:

AHP = Caballo de fuerza del aire

Q = Volumen de flujo en ACFM

Pt = Presión total

6362 = Constante

Usando el ejemplo de la ecuación de Atkinson para un sistema de 550,000

ACFM a presión estática de 4.47" y sumando la presión de velocidad, el

HP del aire será:

.,H.P. del Aire =550,000 x 4.66=403 HP

6362

4.- Caballo de Fuerza Verdadero

El caballo de fuerza verdadero requerido puede calcularse casi de la misma

manera que el caballo de fuerza del aire si la eficiencia del ventilador y

alguna presión interna al ventilador y accesorios son agregados a la

ecuación. El cálculo de pérdidas de elemento del ducto se cubrirá más

tarde, pero para propósitos de demostración, asuma que el ducto, regulador

de tiro, etc. en el sistema del ventilador tienen una pérdida de 0.25" en

550,000 ACFM de flujo y que el ventilador tiene una eficiencia total de

82% (en el punto de servicio definido de 550,000 ACFM, 4.91" de presión

total.

Area de elevación =(20/2)2xPi =314.16 pies cuadrados

Velocidad de elevación =550,000/314.16 1,751 pies por minuto

Presión de velocidad =(1751/4005)2 0.19”

Presión total 4.47”+0.19” 4.66”

Caballo de fuerza verdadero del tiro del ventilador será:

550,000 x 4.91 =518 BHP

6362 x 0.82

El verdadero caballo de fuerza calculado arriba aun no es la historia total

ya que pérdidas de manejo, eficiencia del motor y factor de potencia no

han sido aún incluidos, si el ventilador es directamente impulsado mas que

impulsada por correa no habrá pérdida del impulso, pero si se usa un

impulso de frecuencia variable o impulso hidráulico, habrán pérdidas que

considerar. Ningún motor es 100% eficiente así hay siempre algunas

pérdidas que considerar. Asumiendo que el ventilador es impulsado por un

V.F.D. al 96% de eficiencia y el motor es de un tipo de alta eficiencia

operando a 95% de eficiencia, la carga reflejada al sistema eléctrico será:

518/0.96/0.95 = 568 BHP.

Si el ventilador es impulsado por correa, la pérdida de impulso será de 3 a

8% de la potencia.

5.- Requerimientos de entrada de calor

La cantidad de calor en BTU's requerida para elevar la temperatura del aire

a un nivel dado puede estimarse un cálculo muy simple.

BTU/Hora= Qx0.075x0.24xATx60

Donde:

Q = Volumen de aire en ACFM

0.075 = Masa de aire por pie cúbico

0.24 = Calor específico del aire

A T = Elevación de temperatura en ºF

60 = Minutos por hora

Por conveniencia la masa, el calor específico y el tiempo puede abreviarse a 1.08.

Así para un flujo de 550,000 ACFM, donde se mide baja temperatura de

ambiente es -45°F y el tiro debe permanecer a una temperatura mas alta que la

congelación, digamos 40°F, la entrada de calor requerida será:

550,000x 0.075x0.24x85x60. = 50'490,000 BTU/hora

ó

500,000 x 1.08 x85 = 50 490,000 BTU/hora

6.- Velocidad Específica (Ns)

La velocidad específica o Ns, es un medio no dimensional para definir una curva

de operación de un ventilador y ofrece un método rápido para reducir las posibles

elecciones de tipos de ventilador cuando se selecciona un ventilador para un

punto dado de trabajo.

Para calcular la velocidad específica de la presión operativa de un punto de

operación, si no a temperatura y presión normalizadas (STP) de 70.°F y nivel del

mar, debo primero convenirse a presión equivalente en STP. Cuando se conoce

la presión equivalente, la ecuación para Ns es:

:75.0)(

100/dondexN

P

QNs =

donde: Ns = Velocidad Específica

Q = Volumen Requerido en ACFM

P = Presión Requerida Equivalente en Pulgadas W.G. N =

Velocidad Operativa del Ventilador

Q y P dados, la velocidad operativa del ventilador tendrá que ser estimada para comenzar. Si el

caballo de fuerza del aire esta sobre 250 HP es una suposición medianamente segura que el

ventilador será directamente impulsado y operará a una velocidad de motor síncrono. Las

velocidades de motor más comunes son:

N° de Polos en Velocidad Velocidad

el motor Nominal 60. Hz. Nominal 50. Hz

2 3600 3500

4 1800 1500

6 1200 1000

8 900 750

Las más primarias aplicaciones de ventilación de minas usarán velocidades de, 1200 ó 900

RPM, con pequeños sistemas de alta presión usando 1800 RPM y las más grandes usando

velocidades tan bajas como 720 RPM. Si el resultado de la ecuación es menor que 2000, un

ventilador tipo centrífugo puede ser una selección aceptable, si está sobre 2000, un ventilador

axial es probablemente indicado.

LECTURA DE CURVAS DEL VENTILADOR

Las curvas del ventilador dan una representación gráfica del desempeño de un

ventilador y son herramientas valiosas para seleccionar y operar un ventilador. Las

curvas típicas usan las absisas (eje x) para el volumen y de ordenadas (eje y), una

para la presión y una para caballo de fuerza.

Las curvas de ventilador centrífugo generalmente están expresadas como presión estática y

muestran el rango completo de operación del ventilador desde cerrado (flujo cero) a flujo

libre (presión cero). Las curvas axiales del ventilador están generalmente expresadas como

presión total y muestra solamente el rango utilizable de desempeño, desde presión de pico

a presión de velocidad en velocidad de cono de descarga estándar. Aunque los ventiladores

centrífugos y axiales, ambos operan de acuerdo con las leyes del ventilador, discutidos

previamente, sus curvas son bastante diferentes como es la respuesta del trazo de potencia

a la presión variante.

Los ventiladores centrífugos tienen una característica de caballo de fuerza que se eleva en

respuesta al incremento de volumen, es decir, si la velocidad del ventilador y la densidad

del gas entrante permanecen constantes y la presión del sistema varía, el ventilador botará

más y más potencia mientras aumenta el volumen y disminuye la presión. Para

ventiladores radiales puros la curva de empuje de potencia sube continuamente desde

cortado hacia flujo libre, para ventiladores que tienen curvas e inclinados, la potencia se

eleva a nominalmente 80% de flujo libre y luego cae mientras el ventilador alcanza el flujo

libre. Esta característica limitante de potencia es llamada diseño de no-sobrecarga (vea las

curvas del apéndice).

Los ventiladores axiales típicamente tienen una curva de potencia con forma ligera de

campana con la más alta potencia en aproximadamente el 85% de la presión de pico, la

potencia ligeramente más baja a la presión de pico y potencia más baja en flujo libre. Un

componente importante del desempeño de un ventilador axial es la parte de la curva del

ventilador a la izquierda de (a volúmenes mas bajos que) la presión de pico. En algunos

ángulos de paleta en la mayoría de ventiladores axiales, la presión que genera capacidad

cae abruptamente a la izquierda de la presión de pico y luego sube hacia cortado. Esta área

en la curva es llamada zona de parada y el ventilador no debe operarse en esta parte de la

curva. La característica de parada de un ventilador puede ser importante cuando dos o más

ventiladores están funcionando en paralelo y puede ser necesario iniciar un ventilador

cuando los otros están funcionando. Si el punto de operación final es muy alto (+/- 85%) en

la curva del ventilador, el segundo ventilador puede ser atrapado debajo del canal de

parada y no podrá generar suficiente presión para vencer la resistencia del sistema y operar

al mismo rendimiento como el primer ventilador( es).

Unas cuantas notas sobre el uso e interpretación de las curvas del ventilador:

-Cuando lea asegúrese de saber si es una curva de presión estática o presión total.

-Asegúrese si hay algunas pérdidas de accesorios incluidos en la curva de desempeño.

-Asegúrese que la curva refleja exactamente el ambiente verdadero de funcionamiento o que se

han realizado correcciones al punto de rendimiento del ventilador para que iguale al rendimiento

de los parámetros de la curva.

-Reconozca que la curva del ventilador está basada en un grupo definido de condiciones y que la

instalación actual puede tener condiciones que afecten la capacidad del ventilador; operar a los

niveles de la curva. (Refiérase a la publicación AMCA 201-90 Ventiladores y Sistemas para

discusión sobre factores de eficiencia del sistema).

-Para obtener valores para la operación del ventilador en sistema paralelo o serie pueden

utilizarse curvas estándar si no se dispone de curvas propias.

Para aplicaciones en serie duplique los valores de presión. El volumen permanecerá constante,

el BHP será correcto sobre una base por rotor.

Para aplicaciones en paralelo, duplique los valores de volumen, cualquiera de los dos,

multiplicando los valores mostrados o usando un compás o divisores para generar la curva

múltiple del ventilador.

TIPOS DE VENTILADORES Y APLICACIONES

Existen dos tipos básicos de ventilador; axial y centrífugo. Los ventiladores axiales

predominan en las minas porque son apropiados para puntos de rendimiento de flujo alto/baja

presión comunes a la ventilación de minas, en los tamaños mas pequeños para ventilación

secundaria, son compactos y fáciles de instalar y son relativamente no costosos. Los

ventiladores centrífugos son más comunes en aplicaciones de proceso donde altas presiones,

altas temperaturas y elementos corrosivos y erosivos se encuentran en el flujo de gas, pero son

usados algunas veces para ventilación primaria en minas muy profundas o altamente

restrictivas o donde, el alto ruido, resistencia de abrasión y otras consideraciones se imponen.

VENTILADORES CENTRIFUGOS

Los ventiladores centrífugos están disponibles en muchos tipos, medidas y configuraciones,

pero todos tienen algunos elementos en común. Todos tienen una coraza en forma de concha

de caracol o espiral, una entrada en uno o ambos lados de la coraza y un rotor que jala el aire o

gas a través de una entrada central y lo descarga radialmente desde su perímetro externo para

ser coleccionado y descargado desde la coraza espiral a 90° desde la entrada.

Los tipos principales de ventiladores centrífugos son:

- Aerodinámico

- Curvado hacia atrás

- Inclinado hacia atrás

- Curvado hacia adelante, extremo radial

- Cubierto radial

- Abierto radial

Vea la literatura descriptiva de los varios tipos en el apéndice.

Los tipos de ventiladores mencionados están listados en orden de eficiencia y el orden

inverso de capacidad para manejar flujos de aire sucios o cargado de partículas, con el

aerodinámico que es el más eficiente y el menos capaz para manejar carga de polvo, y el

abierto radial el menos eficiente pero el más capaz para habérselas con cargas de polvo.

Cuando los ventiladores centrífugos se usan en ventilación de minas, los diseños

aerodinámicos son la elección más común debido a su alta eficiencia y alta velocidad

específica. Para aplicaciones con flujos de gas sucio, corrosivo o húmedo, los diseños de

más baja eficiencia pueden ser preferidos por su aumento de resistencia al uso y carga de

polvo.

Gráficos de arreglos generales para varias instalaciones de ventiladores centrífugas se

incluyen en el apéndice.

VENTILADORES AXIALES

Los ventiladores axiales son básicamente similares, consisten de un tubo cilíndrico con una

hélice concéntricamente montada en un extremo. Hay dos tipos principales dentro de la

familia: tubo axiales y aspas axiales. Los tubos axiales son menos eficientes que las aspas

axiales y su uso es generalmente limitado a baja presión, aplicaciones de bajos caballos de

fuerza tal como calefacción y aire acondicionado de edificios, ventilación de cuarto de

pintura donde es importante minimizar las superficies interiores del ventilador y en

instalaciones reversibles del ventilador donde las aspas disminuirían el flujo en una

dirección. Agregar aspas de aire enderezadas, ya sea antes o después del rotor del ventilador,

aumenta la eficiencia del ventilador por l0 a 20% y provee mucha más grande capacidad de

generación de presión.

Los ventiladores axiales pueden hacerse con varios tipos de rotores, la mayoría son de grado

de inclinación ajustable en descanso esto significa que el ángulo de la paleta puede variarse

manualmente cuando el ventilador esta detenido. Otros tipos son de grado de inclinación fijo

y grado de inclinación controlable en movimiento.

Los ventiladores axiales con aspas de grado de inclinación ajustable son el tipo predominante de

ventilador en uso en la industria minera canadiense, de modo que nos enfocaremos en este tipo

en nuestra discusión.

Como con los ventiladores centrífugos axiales pueden diseñarse y arreglarse en una variedad de

formas. La nomenclatura para las varias configuraciones es:

En los tamaños más pequeños, 12" a 84", y bajo caballo de fuerza, fraccional a 150 HP,

pueden usarse impulsores de cinturón en V o conexión directa de motor. En los tamaños

más grandes, 200 HP o conexión más directa es casi siempre preferida; los ventiladores

impulsados por cinturón son raramente usados en aplicaciones de ventilación de mina ya

que los requerimientos de potencia para los ventiladores principales típicamente exceden

lo que es práctico para impulsos de cinturón. Para ventilación secundaria, subterránea, el

tamaño físico y el mantenimiento adicional que necesitan las unidades impulsadas por

cinturón las hacen no atractivas.

Para aplicaciones de alta presión, los ventiladores axiales pueden operar en serie, ya

sea, empernando dos o más ventiladores juntos, o montado dos rotores en un solo

motor o eje.

Arreglo # 3 Interno Rotor montado entre. cojinetes, estrechamente

acoplado a un motor internamente montado.

Arreglo # 3 Externo "Rotor montado entre cojinetes, acoplado a un

motor. externamente montado usando un eje

flotante tipo acoplo.

Arreglo # 4

Rotor montado sobre eje impelido por motor.

Arreglo # 8 Interno Rotor sobresalido sobre eje con centro montado en

cojinetes, estrechamente acoplado a un motor

internamente montado

Arreglo # 8 Externo

Rotor sobresalido sobre eje con centro montado en

cojinetes, acoplado a un motor externamente

montado usando un eje flotante tipo acoplo

Arreglo #9 Externo Rotor sobresalido en eje con centro montado en

cojinetes impulsado vía cinturón- V por un motor

externamente montado.

Los ventiladores directa e internamente impulsados del arreglo # 4 son el tipo preferido

para la mayoría de aplicaciones mineras hasta 250 HP debido a su simplicidad, tamaño

compacto, relativamente bajo costo y alta eficiencia. Este arreglo también encuentra

amplia aceptación para los verticalmente montados servicios principales de tamaño

pequeño a medio, en el rango de 250 a 800 HP. Debe tenerse cuidado en usar el motor

interno en aplicaciones de escape, ya que el aire de escape es normalmente húmedo,

sucio y a menudo corrosivo. Poner un motor en esta clase de ambiente no es

generalmente un buen modo de obtener una vida larga y libre de problemas.

Para aplicaciones de alto caballaje de fuerza donde el motor es demasiado grande para

acomodarlo dentro del ventilador o cuando se juzga necesario proteger el motor de la

corriente de aire, se usa típicamente el arreglo # 3. El suministro, reforzamiento e

instalaciones de escape se discutirán en detalle en las siguientes secciones:

SISTEMAS BASICOS DEL VENTILADOR

Hay tres tipos básicos de sistemas de ventilador usados en aplicaciones de minería:

Suministro, Escape y Reforzamiento.

Los términos son auto explicatorios, los ventiladores de suministro soplan aire hacia el

interior de la mina, los ventiladores de escape y retorno jalan aire hacia fuera de la mina

y los ventiladores de reforzamiento mueven el aire dentro de la mina. Todas las minas

usarán por lo menos dos de los tres tipos y muchas usarán los tres.

-La elección del sistema para una mina dada es un tópico que esta más allá de

toda definición en el alcance de esta presentación, ya que hay una multitud de

factores que afectaran la decisión que depende principalmente de las condiciones

de mina y preferencia del operador; sin embargo podemos revisar unos cuantos

puntos y áreas de interés.

Como un principio básico nosotros favorecemos los sistemas de ventilador paralelos

sobre los sistemas de ventilador solos. El sistema paralelo es casi siempre más caro que

un equipo de un solo ventilador, pero la redundancia que un sistema de dos ventiladores

ofrece es de mayor beneficio; en algún punto en la vida de una mina habrá

probablemente falla de algún ventilador dado por alguna causa. Podría ser problemas de

motor, problemas de engranaje de .interruptor, cojinete gastado, erosión de las paletas

del ventilador, daño a objeto extraño o alguna otra causa. Si la mina depende de una

sola pieza de equipo, luego la falla de esa pieza paralizará la mina.

Con un sistema paralelo, la falla de un ventilador, aun dejará la capacidad de 60% a

75% del flujo de los dos ventiladores. El sistema paralelo también permite un medio

rudo pero efectivo de caer el flujo para períodos de cierre o cuando los requerimientos

de volumen de aire del ciclo minero son bajos.

El sistema más simple sería un ventilador de suministro. En Canadá la mayoría de las

minas requieren que el aire sea calentado en algún período del año, como esto se hace

típicamente con propano quemado directo o quemadores de gas natural, se necesita que

los ventiladores cumplan requerimientos de código en los quemadores; dado que los

ventiladores deben instalarse en el lado de suministro, cuidando que los tamaños

encuentren las presiones de mina necesarios, pone el sistema entero de ventiladores en

un solo lugar, donde los ventiladores operarán en un ambiente relativamente limpio,

manejando aire seco, no contaminado.

Algunas razones para no instalar los ventiladores que venzan presión de mina en el lado

de suministro son:

-Si el pozo principal de entrada de aire es a través de un tiro o socavón, la presión debe

estar limitada a un punto donde el aire no ,sople a través del marco de cabeza o socavón.

-En fuga de aire de minas profundas en niveles más alto puede ser un problema si las

previsiones son altas, o la presión total puede ser más alta que un ventilador sea capaz

de proveer.

-La localización del socavón puede ser tal que los niveles de sonido y presiones

deben ser limitados.

Los sistemas de ventiladores impelente /aspirante el suministro y escape suben o a un

punto de refuerzo intermedio son una opción comúnmente usada; este tipo de arreglo

divide la presión y debe minimizar la fuga y problemas de control. Los aspectos

negativos de esta configuración son:

-Como hay por lo menos dos instalaciones, los costos de infraestructura y de instalación

serán más altos que para una instalación.

-En el sistema impelente aspirante los ventiladores están ampliamente separados, pero

están en serie; la falla de un ventilador en un extremo del sistema afectará al ventilador

(es) al otro extremo.

-Los ventiladores de refuerzo subterráneos pueden quedar asilados y ser dificultosos,

sino, imposibles de controlar en el caso de un incendio u otra emergencia de mina.

-Como un sistema se vuelve más complejo, la posibilidad de que algo vaya mal

aumenta. Comúnmente hablando, el mejor sistema es uno que cumpla todos los

requerimientos con menos componentes.

-El mantenimiento de ventiladores subterráneos es generalmente más difícil que el de

los ventiladores montados en superficie.

Las instalaciones de ventiladores de escape son a menudo requeridos donde los

ventiladores de suministro y reforzamiento no son capaces de proveer la presión

completa requerida por la mina. Algunos de los problemas potenciales con ventiladores

de escape son:

-En minas profundas o de alta presión, las fugas en los niveles más altos pueden. ser un

problema.

-Los ventiladores de escape típicamente manejan aire húmedo y sucio, si el cuerpo del

mineral es ácido de naturaleza, la combinación del agua, partículas y vapores pueden

producir una solución ácida que puede reducir grandemente la vida operativa del

ventilador. Aún en minas de pH neutro el agua y el polvo pueden causar erosión en las

paletas y estructura del ventilador.

-Los flujos de aire húmedo y sucio reducirán el efecto de los silenciadores cuando se

requieran de ellos, como los silenciadores tipo absorbente estándar se obstruyen

las medidas para controlarlos serán limitados.

-El ambiente húmedo y sucio sugiere que el motor sea montado externamente al

ventilador esto puede aumentar el costo de instalación.

-La formación de hielo puede ser un problema, si el ventilador esta vertical, el hielo

puede caer dentro del ventilador rompiendo paletas. En instalaciones horizontales el

hielo puede tener que ser removido de los alrededores de la descarga del ventilador a

intervalos regulares y si el ventilador es paralizado por alguna razón durante el invierno,

puede formarse hielo dentro del ventilador.

SISTEMAS DE VENTILADOR DE SUMINISTRO

Los sistemas de ventilador de suministro varían desde configuraciones muy simples con

un solo ventilador pequeño y un arrancador montado sobre un hidro polo, a sistemas

complejos con dos o más ventiladores, calentadores de aire de mina, vaporizadores,

transformadores de potencia, impulsadores de frecuencia variables, PLC's, sistemas de

gas pestilente, construcciones para albergar todos los componentes y ducto para conectar

el ventilador.

Para comenzar el sistema de diseño y la selección del ventilador, debe conocerse una

serie de factores acerca de la mina:

1.- Volúmen de aire requerido.

2.- Resistencia de la mina en los varios volúmenes.

3.- Tamaño de levantamiento.

4.- Requerimientos de calentamiento.

5.- Vida estimada de la mina.

6.- Requerimientos de modulación de flujo.

7.- Costo estimado de energía en la ubicación de la mina.

8.- Será el sonido/ruido un factor en la instalación?

9.- Será el primer costo o el costo de operación, el factor determinante en la

selección?

Tienen que tomarse algunas decisiones sobre el tipo de instalación que se desea:

A.- ¿Debería instalarse un solo ventilador o ventiladores en paralelo?

B.- ¿Debe(n) el ventilador(es) ser vertical o horizontal?

C.- ¿Se desea algún grado de sobre capacidad, si es así, cuánto?

D.- ¿Hay una fuente de calor disponible tal como compresor o generador de

enfriamiento que pueda usarse para minimizar el uso de combustible?

Con la información en los puntos 1 a 9 y de A a D a la mano, puede calcularse las

pérdidas de menor importancia y hacer las selecciones preliminares de ventilador.

Las pérdidas además de la resistencia de mina son:

- Pérdidas a través de rejillas de entrada o calentadores (si se usara).

- Pérdida a través de calentadores

- Pérdida a través de regulador de tiro.

- Pérdidas en elementos de ducto tales como pasos intermedios y codos.

Como una regla del dedo, sugerimos que se use 0.75" W.G. para estimados preliminares de

perdida total subordinada si se usa quemadores con sopladores de aire de combustión y LO" si

se usa quemadores tipo cinta y que los cálculos de detalle se deje al equipo del proveedor.

Una tabla de pérdidas para elementos de ducto se incluye en el apéndice para referencia.

La selección puede entonces optimizarse para la instalación basada en los criterios dados.

Sugeriríamos que se haga un cálculo del valor actual neto o por lo menos un análisis de costo

de 3 a 5 años, para comparar opciones adecuadamente.

Algunas pautas generales para la exitosa instalación del ventilador de suministro:

1.- Sea generoso, al dimensionar la estructura del calentador y el área de toma, sugerimos una

velocidad de frente de +/- 600 pies por minuto para minimizar el transporte de lluvia y nieve.

Generalmente la precipitación no dañará al equipo, pero derretir la nieve atrapada puede

ser costoso en energía.

2.- Use quemadores con sopladores de aire de combustión integral más que los

quemadores tipo cinta que requieren perfiles adicionales para encontrar la velocidad de

aire requerido a través de los quemadores; esto es particularmente importante en un

sistema de flujo variable ya que una bajada de flujo en sistemas que necesitan una

velocidad mínima puede ser problemático. Los quemadores con sopladores integrales son

más costosos que los de tipo cinta, pero los ahorros en caballos de fuerza pueden ser

significativos.

3.- En instalaciones que usan quemadores con sopladores integrales a +/1500 pies por minuto en

el plano de los quemadores es deseable alentar la buena mezcla y aún las temperaturas del aire a

través del frente completo del calentador a plenitud.

4.- Si los ventiladores son impulsados externamente directos incluyen una coraza de calor y/o

un dueto de aire de enfriamiento entre los motores y los quemadores. '

5.- Para instalaciones paralelas, espacie los ventiladores de modo que haya un mínimo de un

diámetro de un ventilador entre ventiladores, a algo menos que el espaciado del diámetro de dos

ventiladores incluye una hendidura de flujo centrado entre los ventiladores.

6.- En sistemas de ventilador paralelo siempre se incluye reguladores de tiro en cada ventilador

para prevenir la recirculación si sólo esta operando un ventilador.

7.- Provee transiciones en la descarga del ventilador de modo que la(s) velocidad (es) del

ventilador (es) se iguale a la velocidad de elevamiento. Si el O. V. del ventilador es menor que

la velocidad de elevamiento se trunca el cono de descarga del ventilador. No hay punto de

desacelerar y re-acelerar el flujo.

8.- Trate de mantener pequeños ángulos de expansión (<0 = a 15° ) en las transiciones.

9.- Use paletas con giro en los codos con velocidades de mayores que 2500

pies por minuto.

10.- Nosotros recomendamos el uso de codos con un radio adecuado; en nuestra experiencia

esto producirá razonablemente baja pérdida y un aceptable costo. En sistemas de alta velocidad

(+4000 pies por minuto) puede indicarse un radio más largo, en sistema de baja velocidad

puede ser aceptable un radio más ajustado.

11.- Planee instalar una unión de expansión en el punto medio de la instalación. Esto es

aconsejable por dos razones:

A.- La expansión y contracción térmica de los componentes de acero puede ser significativo en

las instalaciones largas Las fuerzas involucradas en alta y baja temperatura puede ser suficiente

para distorsionar el ventilador y crear problemas de desalineamiento y vibración.

B.- La unión de dobles creará, en alguna flexibilidad, menores variaciones en la construcción.

La capacidad de tomar una pulgada o así con el doblez puede ser de mayor ahorro de tiempo

durante la instalación.

SISTEMA DE VENTILADOR DE ESCAPE

Las instalaciones del ventilador de escape tienden a ser algo menos complejo que los sistemas

de suministro ya que no hay necesidad de calentadores y los controles asociados y el

entubado. Algunas minas han instalado sistemas de recuperación de calor para reclamar calor

del aire de escape, pero dado la relativamente baja temperatura del escape, el costo de los

sistemas de glicol, la pérdida adicional de presión y el mantenimiento incremental, estos

sistemas son un poco raros. Un arreglo típico de ventilador de escape consistirá del ventilador o

ventiladores, el trabajo del dueto para conectar los ventiladores a la elevación y una pequeña

estructura para albergar al aparato del interruptor y posiblemente al motor (es). .

Los parámetros que deben conocerse acerca de la instalación son similares a la lista para el

ventilador de suministro:

1.- Volúmenes de aire requerido.

2.-Resistencia de mina en los varios volúmenes.

3.-Tamaño de levantamiento.

4.-Vida estimada de la mina.

5.- Requerimientos de modulación de flujo.

6.- Costo estimado de la energía en la locación de mina.

7.- Será el sonido/ruido del ventilador un factor en la instalación.

8.- Será el primer costo o el costo operativo, el factor determinante en la

selección?

Tienen que tomarse también algunas decisiones sobre el tipo de instalación que se desea:

A- ¿Debería la instalación ser de un solo ventilador o unos ventiladores en

paralelo?

B.- ¿Deberían los ventiladores ser axiales o centrífugos?

C.- ¿Si son axiales, debería el(los) ventilador(es) ser vertical u horizontal?

D.- ¿Se desea algún grado de sobre capacidad, si es así, cuánto?

Con la información en puntos 1 a 8 y de A a D a la mano, pueden calcularse las pérdidas

de menor importancia y hacer las preliminares selecciones de ventilador.

Las pérdidas además de la resistencia de mina, típicamente son:

- Repentina pérdida de expansión para botar a la atmósfera.

- Pérdida a través de los reguladores de tiro.

- Pérdida en los elementos de ducto, tal como transiciones y codos.

Como una regla del dedo pulgar, sugerimos que se use 0.75" W.G. para estimados

preliminares por pérdidas secundarias, si no se requiere ningún silenciador. Un

silenciador tendrá típicamente una pérdida de aproximadamente 75% de presión de

velocidad de descarga.

Una tabla de pérdidas para elementos del ducto se incluye en el apéndice para referencia.

La selección puede optimizarse para la instalación particular basada en los criterios lados. Se

sugiere un cálculo del valor actual neto o un análisis de costos de por lo menos 3 a 5 años para

comparar opciones adecuadamente.

Algunas líneas de guías generales y sugerencias para la exitosa instalación de ventilador de

escape:

1.- Típicamente el más grande problema en planear un sistema de ventilador de escape, es la

transición desde la elevación hacia la entrada(s) del ventilador, particularmente ahora que las

elevaciones redondas son más comunes que las rectangulares.

Los ventiladores horizontales y verticales tienen dificultades similares sino ligeramente

diferentes.

Si se van a usar ventiladores verticales, el diseño del cuello debe ser grande, 10 suficiente para

contener una campana o campanas de entrada y tener una nominal razón de aspecto 2: 1 si van

instalarse dos ventiladores; casi ciertamente habrá necesidad de una viga de sección profunda

para dar soporte al .centro entre ventiladores paralelos. También puede ser deseable proveer una

estructura para soportar el cono de descarga del ventilador independiente del ventilador y de

instalar ruedas y caniles para facilitar sacar el ventilador para dar servicio.

Si van usarse ventilador (es) horizontal (es), debe alcanzarse un compromiso aceptable entre

pérdida de codo, altura de la línea central del ventilador y la condición de entrada del ventilador.

Es deseable mantener baja la altura de todo el sistema para bajar los costos de infraestructura,

pero el codo de Un radio ajustado puede sumarse apreciablemente al requerido sistema de

presión estática y mandar la instalación de longitudes grandes de alojamiento entre la salida del

codo y la entrada del ventilador que permita igualar, flujo bien distribuido a la entrada del

ventilador. La transición o expansión del grado debajo de la elevación puede a menudo ayudar a

optimizar el desempeño del sistema a un costo medianamente bajo si sobrecarga la instalación

de una sección de concreto formado.

2.- Después de un codo de 90ª vertical a horizontal, recomendamos se instale un diámetro de

longitud de establecimiento por cada 1000 pies por minuto de velocidad en el codo. Esto

asegurará que el rotor del ventilador sea igualmente cargado a través de la frente completa.

3.- En sistemas de ventilador en paralelo siempre se incluye reguladores de tiro de aislamiento

para prevenir la recirculación si sólo esta funcionando un ventilador. Los reguladores de tiro de

aislamiento sobre el lado de la corriente en la parte superior del ventilador son preferibles para

permitir que el ventilador se abra o se retire para servicio.

4.- Dimensione los conos de descarga del ventilador para la velocidad de salida de +/- 2500

PPM para minimizar la descarga a pérdida atmosférica.

5.- Instale uniones de expansión como se indicó en la sección del ventilador de suministro.

6.- Use el ventilador más lento económicamente viable, un ventilador grande, lento casi siempre

dura más que un pequeño ventilador rápido. La diferencia es más pronunciada en ambientes

sucios o erosivos. El gasto de paleta es una función cúbica de la velocidad del ventilador, así,

expuesto a aire cargado de polvo o humedad, un ventilador de 880 RPM debe tener más del

doble de la vida de una unidad de 1180 RPM.

SISTEMAS DE VENTILADOR DE REFUERZO

Las instalaciones del ventilador de refuerzo tienen probablemente el rango de tamaño más

grande posible de cualquiera de los tres tipos que estamos discutiendo. En el extremo pequeño

(del espectro) hay sistemas para sumidero y ventilación de la sala eléctrica, los reforzadores de

tamaño medio se usan en niveles y escalones, y en el extremo grande del espectro se usan

ventiladores similares a las unidades de suministro primario y de escape.

Para los reforzadores grandes la instalación puede tratarse del mismo modo que sobre una

instalación de suministro primario o de escape con unos cuantos intereses adicionales.

1.- Los controles y funciones de monitoreo pueden requerir funciones de lectura remota o de

operación para propósitos de fuego/emergencia.

2.-Como el costo del equipo de mantenimiento es generalmente más alto en subterráneo que en

superficie, puede indicarse selecciones conservativas, a prueba de balas.

3.-En ventiladores de refuerzo como con cualquier otro tipo de instalación es importante buenas

condiciones de entrada. El alto costo de la excavación puede conducir a compromisos en el

espacio hechos disponibles para el ventilador. Las dimensiones de espacio mínimo deben

verificarse con el fabricante del ventilador.

Los reforzadores pequeños son el tipo más común de instalación de ventiladores en una mina y

generalmente no son técnicamente difíciles o complejas. Las dificultades más comunes son los

límites dimensionales impuestos por pequeños socavones y las altas presiones necesarias para

alto volumen, sistemas de dueto de pequeño diámetro.

Algunas líneas de guía generales para instalaciones de reforzadores pequeños:

1.- Use el tamaño más grande de ducto práctico en el área de trabajo. Como la energía varía

como una función cúbica sobre la velocidad, pequeños cambios en el tamaño del dueto puede

grandemente aumentar la energía necesaria y el costo del sistema.

2.- Trate de mantener las presiones tan bajas como sea posible en un punto dado. Presiones

arriba de 8-10" harán los ductos flexibles difíciles de mantener y aumentarán la fuga.

3.- Siempre use una campana de entrada sobre el ventilador. Eso aumenta el espacio requerido

para el ventilador, pero el ventilador no realizará una curva sin un ajuste de entrada. Si el área

de trabajo es tan ajustado que una campana físicamente no entrará, use la longitud de diámetro

de dos

ventiladores de dueto rígido en la entrada; esto no reducirá la pérdida de entrada, pero asegurará

que la vena contracta justo después que ocurre la entrada antes del área de paso de la paleta.

4.- Puede ser deseable investigar sistemas de estado sólido "arranque suave" para largar

corridas de ducto flexible; un arranque rápido del ventilador puede crear ondas de presión que

dañarán el ducto. Los recientes avances en tecnología de estado sólido han reducido el costo de

arranques suaves que están ligeramente más altos que los estándar a través de los arrancadores

de línea.

DESCRIBIR LA ESPECIFICACION DE UN VENTILADOR

El propósito de describir la especificación de un ventilador es transmitir a los abastecedores

prevenidos, los requerimientos del equipo. En su forma más básica, tal como para el ventilador

pequeño de refuerzo, la especificación puede estar limitada a volumen, presión y voltaje de

motor; para los mayores sistemas las especificaciones pueden correr a 50 ó más páginas y

definir todos los aspectos del sistema hasta los hilos de enroscado de pernos y tamaños de

alambre.

Las especificaciones deberían definir como mínimo lo siguiente:

1.- La naturaleza de la instalación, suministro, escape, reforzamiento.

2.- La preferencia por uno o múltiples ventiladores.

3.- El tipo y arreglo del ventilador preferido, axial o centrífugo, directo impelido por

correa.

4.El volumen a manejar.

5.- La presión requerida, positiva o negativa.

6.- La naturaleza de el gas a manejar, incluyendo:

- Temperatura del gas

- Sitio

- Contenido de humedad

- Carga y naturaleza del contaminante

7.- La necesidad de y tipo de modulación de flujo deseado, si hubiera alguno.

8.- Energía disponible para motores.

9.- Costo anticipado de energía.

10.- Combustible disponible para calentamiento

11.- Vida anticipada de la instalación

12.- Criterio de evaluación. Ej.: primer costo ó 3-5 años u otros costos.

13. - Accesorios deseados:

- Reguladores de

tiro/actuadores

- Monitores

- Silenciadores

- Sistemas especiales de

pintura

- Uniones de expansión

- Sistemas de ductos

- Calentadores

- Motores

- Aparato

- interruptor

14.- Requerimientos documentarios:

- Con precio

- Para revisar

- Certificados

- Cantidades

- Formato:

Dibujos o discos.

Si discos, ¿Qué sistema?

15.- Sub-vendedores preferidos

I

APPENDIX TABLE OF CONTENTS

1- Imperial / Metric Conversions

2- Table of densities at varying altitudes 3- Table of"K" values for mining applications 4A/B- Centrifugal fan types and descriptions 5- Sample fan curves A- Pure radial centrífugal fan B- Backward inclined non overloading centrífugal fan C- Axial fan

I- AJphaIT/Joy

II- Woods

III- Howden/Buffalo

6. Static pressure losses in duct elemems

7- Selected centrifugal fan general arrangement drawings

A- Supply fan installation - Parallel fans and heaters

B- Exhaust fan installation - Single fan coal mine bleeder application

C- Underground booster installation - Single fan 8- Sdected axial fan general arrangement drawings A- Supply fan installation - Parallel fans and heaters

B- Exhaust fan installation - Parallel fans with common plenwn

C- Exhaust fan installation - Parallel fans with inlet boxes D- Underground booster - Single

Conversion Factors

Temperature (Degrees C. X 1.8) + 32=Degrees F. (Degrees F -32) /1.8 = Degrees C.

"K" Factors for use in Atkinson Equation Calculations Sheet1 Values of K X 10

-10

Type of Airway Average Value - Straight Airway

For additional vaJues and greater detail see- Mine Ventilation and Air Conditioning - Hartman Table 6-1

Subsurface Ventilation and Environmental Engineering - McPherson Table.

CFM x 0.47195= L/S

CFM x 0.000472= M3/s

Inch W. G x 248.66= Pascals

Inch W. G x 0.24866= Kilo Pascals

Inch W. G x 25.4= mm W.G

PSI x 27.728= Inch W. G

Inch Hg x 13.619= Inch W. G

HP x 0.746 = KW

FPM x 0.000472 = M/s

Lb-Ft2 x 0.04214 = KG-m2

Lb-F3 x 16.018 KG-m3

Ft-Lb x 1.3558= N-m

Smooth Lined Raise 20

Sedimentary Rock 60

Timbered ShafVRaise 100

(5' Centers)

Igneous Rock 150

Vent Ducting 20

Spiral Wound Ducting 60