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Pérdida de carga en ductos de gases y ventilador

Describa los tramos de ducto entre el hogar y la chimenea y los equipos intermedios para obtener la presión y el caudal del ventilador y lo que ahorra un variador de frecuencia.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Predimensionamiento
Gases
Tramo 1
Tramo 2
Tramo 3
Equipos y presiones

Use la pérdida de presión indicada por el fabricante de cada equipo al caudal de diseño.

Ventilador de tiro inducido
Regulación del caudal
Análisis económico
—Presión estática del ventilador (con margen)
—

Dónde se pierde la presión

Partidas del recorrido de los gases, del hogar a la chimenea, que el ventilador debe vencer. El tiro de la chimenea ayuda.

Toque el gráfico para ver los valores.

Potencia del ventilador según el caudal

Regulación por compuerta o álabes frente a variador de frecuencia.

Toque el gráfico para ver los valores.

Pérdida por tramo

Rentabilidad del proyecto

Flujo de caja de la mejora: inversión en el año 0 y ahorro anual actualizado con la subida indicada, descontado a la tasa de descuento.

Toque el gráfico para ver los valores.

La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Por tramo: ρ = p · M ÷ (R · T); Q = QN · (T ÷ 273,15) · (101 325 ÷ p); v = Q ÷ A; Dh = 2ab ÷ (a + b) (rectangular)
Δp = (f · L ÷ Dh + n_codos · K_codo + ΣK) · ρ v² ÷ 2; f por Colebrook–White; μ por Sutherland
Ventilador: Δp = Σ ductos + Σ equipos + depresión del hogar − tiro de chimenea; diseño = funcionamiento × (1 + márgenes)
Potencia: P = Q · Δp ÷ η; variador: P(q) = Q q (p_fija + p_var q²) ÷ (η · 0,97); compuerta: P(q) ≈ P · (0,60 + 0,40 q); álabes: P(q) ≈ P · (0,35 + 0,65 q²)

Hipótesis y límites

  • Temperatura constante en cada tramo (indique la media del tramo); sin entradas de aire falso.
  • Coeficientes K de codos según referencias habituales (ASHRAE, Idelchik); los accesorios especiales se suman en “otros K”.
  • Las curvas de potencia con compuerta y álabes son aproximaciones de guías del DOE; la curva real del ventilador puede diferir.
  • Estimación preliminar para estudio y presupuesto: el diseño del sistema de tiro es responsabilidad del fabricante de la caldera y de un técnico competente.

Normas y documentos técnicos

  • ASHRAE Handbook — Fundamentals, chapter 21: Duct Design (fitting loss coefficients)
  • Idelchik, I. E. Handbook of Hydraulic Resistance, 4th ed. Begell House
  • AMCA 201: Fans and Systems; AMCA 210 / ISO 5801: fan performance testing
  • U.S. DOE / AMCA: Improving Fan System Performance — A Sourcebook for Industry
  • EN 13384-1: Chimneys — Thermal and fluid dynamic calculation methods

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la pérdida de carga en ductos de gases?

En cada tramo, corrija caudal y densidad por la temperatura, calcule la velocidad en el área real y el rozamiento con el diámetro hidráulico, y sume las pérdidas de codos y accesorios con los coeficientes K. Después añada la pérdida de los equipos.

¿Qué velocidad es habitual en ductos de gases?

Entre 12 y 20 m/s en ductos de acero. Por debajo de 8 m/s tienden a depositarse cenizas y partículas; por encima de 25 m/s crecen la pérdida y la erosión.

¿Merece la pena el variador en el ventilador de tiro?

Casi siempre, cuando el ventilador trabaja buena parte del tiempo por debajo del caudal de diseño con la compuerta estrangulada. Los plazos de recuperación suelen estar entre 1 y 3 años.