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¿Los ventiladores no son realmente sin aspas? ¿Cómo trabajan?

Los ventiladores sin aspas aumentan el flujo de aire, al igual que los ventiladores tradicionales, pero no tienen partes móviles visibles desde el exterior.

El ventilador eléctrico sigue siendo uno de los electrodomésticos más populares en nuestra vida diaria. Para cortes de energía, hay pocos inconvenientes en la ausencia de luz en comparación con la falta de fugas de aire. Si bien la ergonomía del ventilador varía para satisfacer diferentes necesidades (ventiladores de techo, ventiladores de pedestal, etc.), el diseño y el principio básico siguen siendo los mismos.

Sin embargo, ¿y si te dijera que existe un ventilador sin esas aspas que comúnmente se ven? Han existido por un tiempo, ¡aunque es posible que no estés familiarizado con ellos!

¿Qué son los ventiladores sin aspas?

Todos los ventiladores trabajan con el flujo de aire para concentrar o dispersar su suministro en una región particular. A diferencia de un ventilador tradicional, que tiene muchas partes móviles visibles, un ventilador sin aspas que se ve más decorativo que funcional es un artilugio estático. Sin embargo, se basa en un diseño muy inteligente que utiliza la magia de la dinámica de fluidos.

Construcción

Un ventilador sin aspas es una base con un tipo especial de turbina llamada impulsor de flujo mixto. El impulsor tiene palas fijas asimétricamente que extraen aire ambiental desde todas las direcciones. Está alimentado por un motor eléctrico y todo el arreglo está cubierto por una cubierta con agujeros para permitir que el aire fluya hacia adentro.

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El marco suelto o ‘aro’ responsable de suministrar el flujo de aire a la habitación se encuentra en este soporte y tiene una ranura alrededor de su perímetro interior para dejar salir el aire. Esta hendidura es parte de una sección transversal hueca con forma de aleta de avión.

Laboral

Los ventiladores sin aspas también se denominan multiplicadores de aire en el lenguaje propietario. Esto se debe a que aprovechan dos fenómenos muy importantes para aumentar la cantidad de aire que pasa a través del aro sin atraer ese aire hacia el impulsor. Estos fenómenos se denominan inducción y asertividad. Intentemos entender cada uno más tarde y veamos cómo afectan el flujo de aire final.

Inducción

La inducción implica la mayor parte de la aceleración y multiplicación del aire que se produce en los ventiladores sin aspas. Para comprender correctamente la inducción, debemos comprender el teorema de Bernoulli. Esto dice que la presión y la velocidad tienen una relación contradictoria. Por lo tanto, la masa de fluidos en aceleración, en nuestro caso, el aire, tendrá una presión más baja en comparación con la masa de aire que se mueve más lentamente.

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En el caso de los ventiladores sin aspas, el aire del impulsor se introduce en el marco de descarga. Este marco de descarga tiene una sección transversal que se asemeja a una lámina de ala de avión, a través de la cual se genera un elevador.

Sin embargo, esta sección transversal es hueca y tiene una cabeza abierta, muy similar a un clip de papel, que permite que el aire pase a través de la hendidura. Cuando el aire ingresa al marco de descarga, acelera hacia afuera. Esto es causado por una disminución acelerada en la presión de la masa de aire. Sin embargo, el aire ambiental que ya está presente en el marco de descarga anular se encuentra a velocidades más bajas y presiones más altas.

Así empuja la masa de aire acelerada hacia la superficie del marco suelto y sigue su perfil incluso cuando se apaga. Esto se llama el efecto Coanda. Puedes leer más sobre esto aquí.

Inducción y flujo de aire acelerado

A medida que la masa acelerada de aire sale de la división, se crea un anillo de baja presión alrededor del marco de descarga. Para igualar esta presión, el aire ambiental de la habitación entra en el «anillo» por un lado y sale por el otro. Este aire ambiental se acumula en la masa de aire ya acelerada que sale de la división del marco de liberación, en un área conocida como región de flujo mixto.

arrastre

El aire expulsado del marco de descarga se mueve a una velocidad mayor en comparación con el aire ambiente. Por lo tanto, crea un límite invisible con la masa de aire ambiente. Sin embargo, el flujo de aire en este límite no es uniforme. En cambio, el aire fluye en patrones turbulentos y turbulentos en esta región.

Flujo de aire entrenado

Tal movimiento hace que el aire sea aspirado desde la masa ambiental hacia la masa acelerada que emana del marco de escape. Este proceso se denomina arrastre y aumenta aún más el volumen del flujo de aire.

El resultado

La inducción y la impregnación ocurren simultáneamente y pueden aumentar acumulativamente el flujo de aire hasta 15 veces más de lo que originalmente entró en el impulsor. Cambian varios parámetros, como el diseño de la sección transversal, la altura del marco de descarga y la potencia nominal del motor cambia la capacidad de manejo de aire del ventilador. Los ventiladores sin aspas se consideran más silenciosos y más eficientes energéticamente que sus contrapartes tradicionales.

Flujo de aire residual

Ventajas y desventajas de los ventiladores sin aspas

Para creerlo, los ventiladores sin aspas son una alternativa mucho más elegante a los ventiladores con aspas. La falta de componentes móviles expuestos mejora su seguridad en aplicaciones domésticas. Sin embargo, los ventiladores sin aspas utilizan un diseño e ingeniería de alta precisión en sus componentes, como superficies aerodinámicas, extrusoras de flujo mixto y motores. Al mismo tiempo, generalmente están equipados con control remoto y operaciones IoT, lo que los hace más costosos que sus contrapartes tradicionales.

¿Es real el ventilador sin aspas?

A pesar del nombre engañoso, los ventiladores sin aspas no son realmente sin aspas, porque las aspas del impulsor alimentan el aire al sistema. Dicho esto, el apodo proviene de la falta de componentes visibles que se encuentran comúnmente en los ventiladores tradicionales.

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El potencial del diseño de ventiladores sin aspas para reemplazar los diseños de aspas abiertas muestra una gran promesa en operaciones altamente críticas, como turbinas y propulsores que se pueden usar en aviones, aviones no asistidos (UAV) y drones. Entonces, ¿pueden las opciones sin cuchillas dominar el mercado? ¡Solo el tiempo lo dirá!

Cristy

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