Calculadora de presión estática del ventilador
El paso siguiente al dimensionado de conductos. Introduzca caudal, tamaño, longitud y ΣK de cada tramo hasta la boca más lejana, sume filtros, baterías y margen, y obtenga presión estática y total, potencia al eje y motor.
Base de cálculo
Cada tramo suma fricción y accesorios; se añaden equipos y el margen para la presión total. La estática es la total menos la dinámica de salida.
| Concepto | Ecuación | Notas · base |
|---|---|---|
| Densidad del aire | ρ = p / (R_da · T) | Aire seco, gas ideal, R_da = 287.042 J/(kg·K). Humedad ignorada (efecto ~1 %) |
| Pérdida por fricción | Δp_f = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f por Colebrook (laminar 64/Re), la misma función que la calculadora de conductos |
| Diámetro equivalente rectangular | D_e = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | Ecuación de Huebscher, solo para fricción; la dinámica usa la velocidad real Q/(ab) |
| Pérdida en accesorios | Δp_K = ΣK · ρV²/2 | ΣK en múltiplos de la presión dinámica, de la tabla o la ASHRAE Duct Fitting Database |
| Presión total y estática | P_t = (Σ Δp + Σ Δp_e) × (1 + m), P_s = P_t − Pv₁ | m = margen, Pv₁ = presión dinámica del tramo 1 (salida) |
| Potencia | P_a = Q · P, P_shaft = P_a / η, P_motor ≥ P_shaft × (1 + α) | Q en m³/s; P es P_t o P_s según la base del rendimiento. Motor redondeado hacia arriba |
Coeficientes de pérdida (valores de referencia)
Solo valores típicos. El K real depende mucho de la geometría y la relación de caudales; diseñe con la ASHRAE Duct Fitting Database, SMACNA o el fabricante. Las derivaciones en T varían de 0 a más de 1 y no se incluyen.
| Accesorio | K (referencia) | Base y notas |
|---|---|---|
| Salida a un espacio amplio | 1.0 | Balance de cantidad de movimiento: se pierde toda la dinámica. Alta confianza |
| Entrada de arista viva, enrasada | 0.5 | Valor típico de Idelchik y ASHRAE. Alta confianza |
| Ensanchamiento brusco (A₁ a A₂) | (1 − A₁/A₂)² | Borda-Carnot, referido a la dinámica aguas arriba (A₁). Alta confianza |
| Codo circular liso 90°, r/D 1.5 | 0.15 | Valor típico ASHRAE (unos 0.2 con r/D 1.0). Confianza media |
| Codo rectangular a inglete 90°, sin álabes, H/W 1 | 1.2 | Valor típico ASHRAE; los álabes lo reducen mucho. Confianza media |
| Compuerta de mariposa abierta | 0.2 | Valor típico ASHRAE; depende de la lama y el diseño. Confianza media |
Ejemplo
Aire a 20 °C y 101.325 kPa, chapa galvanizada (ε 0.09 mm). Los tres tramos (valores por defecto) más filtro 150 Pa, batería 200 Pa y difusor 30 Pa, margen 10 %, rendimiento total 60 %, motor 90 % y margen 15 %.
| Tramo | Tamaño mm | Caudal CMH | Velocidad m/s | Presión dinámica Pv Pa | Fricción R Pa/m | Suma de coeficientes de pérdida ΣK | Pérdida del tramo Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 × 400 | 12,000 · L 20 m | 10.42 | 65.3 | 1.94 | 0.5 | 71.5 |
| 2 | 600 × 400 | 8,000 · L 15 m | 9.26 | 51.6 | 1.76 | 1.2 | 88.4 |
| 3 | Ø400 | 3,000 · L 10 m | 6.63 | 26.5 | 1.16 | 1.5 | 51.3 |
| Concepto | Pa | mmAq |
|---|---|---|
| Pérdida en conductos (fricción + accesorios) | 211.3 | 21.5 |
| Filtro de media eficacia | 150.0 | 15.3 |
| Batería de agua fría | 200.0 | 20.4 |
| Difusor | 30.0 | 3.1 |
| Subtotal | 591.3 | 60.3 |
| Margen 10 % | 59.1 | 6.0 |
| Presión total P_t | 650.4 | 66.3 |
| Presión dinámica de salida Pv₁ (restar) | −65.3 | −6.7 |
| Presión estática P_s | 585.1 | 59.7 |
Presión total 650.4 Pa, estática 585.1 Pa, potencia al eje 3.61 kW, motor sugerido 5.5 kW.
Límites
Solo suma los tramos como un recorrido en serie. No busca el ramal crítico, no selecciona ventiladores ni curvas (punto de trabajo) y no calcula ruido. Los efectos del sistema (conexiones del ventilador) se introducen como ΣK o pérdidas.
Fuentes
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Duct Design: Darcy-Weisbach, Colebrook, Huebscher, duct material roughness, fitting loss coefficients
- ASHRAE Duct Fitting Database; SMACNA HVAC Systems Duct Design
- I. E. Idelchik, Handbook of Hydraulic Resistance: entry and sudden expansion (Borda-Carnot)
- IEC 60072-1: rated output series of rotating electrical machines
Preguntas frecuentes
¿En qué se diferencian la presión estática y la total del ventilador?
La total es estática más dinámica. La suma de pérdidas es la presión total del ventilador; restando la dinámica de salida (ρV²/2) se obtiene la estática. El rendimiento también es total o estático: use la misma base que el fabricante.
¿Cómo se calcula la pérdida de presión en conductos?
Sume en cada tramo la fricción R·L y los accesorios ΣK·ρV²/2. R sale de Darcy-Weisbach con el factor de Colebrook; los rectangulares usan el diámetro equivalente de Huebscher. Las pérdidas hasta la boca más lejana más filtros y baterías son lo que vence el ventilador.
¿Cómo se calcula la potencia del ventilador?
Potencia del aire P_a = Q × P (Q en m³/s, P en Pa, resultado en W) y la potencia al eje es P_a ÷ rendimiento. Ejemplo: 3.33 m³/s × 650 Pa = 2.17 kW; con 60 % son 3.61 kW al eje. El motor añade un margen (por ejemplo 15 %) y se redondea a la potencia normalizada (aquí 5.5 kW).
Última actualización: 2026-10-19.