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Calculadora de fuerza centrífuga de las aspas del ventilador
Calcule la fuerza centrífuga sobre las aspas de ventiladores de tiro inducido (ID) y tiro forzado (FD). Obtenga la fuerza por aspa, la fuerza total, la relación fuerza-peso y la velocidad de punta.
Resultados
Fuerza centrífuga sobre una pala de ventilador
- m — masa de la pala (kg)
- R — distancia del eje al CG de la pala (m) — introducir en mm, conversión interna
- ω = 2π·n/60 — velocidad angular (rad/s)
Relación fuerza-peso
Velocidad de la punta
La velocidad de la punta se calcula utilizando el radio del centro de gravedad del álabe. Para la velocidad real de la punta del impulsor, utilice el radio exterior de la punta.
Ejemplo práctico
Dada: Masa de la hoja = 15 kg, radio del centro de gravedad = 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 la punta en el centro de gravedad = 0,8 × 155,5 = 124,4 m/s
⚠️ Nota: Estas fuerzas actúan sobre la base de cada pala. La fuerza neta sobre los rodamientos depende de la calidad del equilibrado; idealmente, todas las fuerzas de las palas se compensan. Las diferencias de masa entre las palas crean la fuerza de desequilibrio medida durante el equilibrado.
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 equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Instrumentos profesionales de equilibrado en campo para ventiladores, sopladores e impulsores. Reducen la vibración y prolongan la vida útil de los rodamientos in situ.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, 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 montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
