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Calculadora de fuerza centrífuga de álabes de ventilador
Calcule la fuerza centrífuga en los álabes de ventiladores ID y FD. Obtenga la fuerza por álabe, la fuerza total, la relación fuerza-peso y la velocidad de punta.
Resultados
Fuerza centrífuga en un álabe de ventilador
- m — masa del álabe (kg)
- R — distancia desde el eje al CM del álabe (m) — ingrese en mm, se convierte internamente
- ω = 2π·n/60 — velocidad angular (rad/s)
Relación fuerza-peso
Velocidad en la punta
La velocidad de punta se calcula usando el radio del CM del álabe. Para la velocidad de punta real del impulsor, use el radio de la punta exterior.
Ejemplo práctico
Datos: Masa del álabe = 15 kg, radio del CM = 800 mm, Velocidad = 1485 RPM
ω = 2π × 1485 / 60 = 155.5 rad/s
F = 15 × 0.8 × 155.5² = 290,340 N = 290.3 kN
Fuerza/Peso = 290,340 / (15 × 9.81) = 1,972×
Velocidad de punta en el CM = 0.8 × 155.5 = 124.4 m/s
⚠️ Nota: Estas fuerzas son por álabe actuando en la raíz del álabe. La fuerza neta en los rodamientos depende de la calidad del balanceo — idealmente, todas las fuerzas de los álabes se cancelan. Las diferencias de masa entre álabes crean la fuerza de desbalance medida durante el balanceo.
La fuerza centrífuga es F = m × R × ω², donde m es la masa del álabe en kg, R es la distancia desde el eje de rotación hasta el centro de gravedad del álabe en metros, y ω = 2π·n/60 es la velocidad angular en rad/s. El resultado se expresa en Newtons.
La relación fuerza-peso es la fuerza centrífuga dividida por el peso del álabe (m × g). Indica cuántas veces la fuerza de la gravedad experimenta el álabe. Una relación de 1,000 significa que el álabe "soporta" 1,000× su propio peso, un dato crítico para el cálculo de tensiones en el pie del álabe y el diseño de los elementos de fijación.
Límites típicos:
- Acero al carbono: 80–120 m/s
- Acero inoxidable: 60–90 m/s
- Aluminio: 100–150 m/s
- FRP/fibra de vidrio: 60–80 m/s
Mayores velocidades periféricas (de punta) incrementan la tensión centrífuga y el ruido.
Los ventiladores de tiro inducido (ID) manejan gases calientes y sucios, lo que requiere álabes más grandes y pesados a mayores radios. Combinado con velocidades similares o superiores, esto genera fuerzas centrífugas significativamente mayores que en los álabes más pequeños de los ventiladores de tiro forzado (FD).
La fuerza centrífuga derivada del desequilibrio (distribución desigual de la masa de los álabes) provoca vibraciones. Incluso una pequeña diferencia de masa entre álabes genera una fuerza neta sobre los rodamientos. El equilibrado garantiza que todas las fuerzas de los álabes se cancelen entre sí, dejando una fuerza neta mínima en el eje.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.
Instrumentos profesionales de balanceo en campo para ventiladores, sopladores e impulsores. Reduzca la vibración y extienda la vida útil de los rodamientos en sitio.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero en análisis de vibraciones y fundador y director general de Vibromera. Desde hace más de 15 años balancea equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrífugas, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y usar solo, en sitio, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el ensamblaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el balanceo en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos difíciles de balanceo y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
