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Factores que influyen en las boquillas de aspersión

Entienda los factores que afectan el funcionamiento de las boquillas de pulverización:

                          1. Factores que influyen en las boquillas de aspersión
                          2. Ángulo y cobertura de la aspersión
                          3. Tamaño de gota de aspersión
                          4. Capacidad
                          5. Impacto
                          6. Densidad
                          7. Desgaste de la boquilla

 

1.- Factores:

La información que figura en el cuadro se refiere a la mayoría de las aplicaciones de aspersión. Sin embargo, dado que hay muchos tipos y tamaños de boquillas de aspersión, los efectos pueden variar en cada aplicación específica. En algunas aplicaciones hay factores "inter-relacionados" que pueden "desequilibrar" ciertos efectos.
Por ejemplo en el caso de la boquilla de aspersión de cono hueco aumentar la temperatura de líquido hace que disminuya de densidad, produciendo por tanto una caudal mayor mientras al mismo tiempo disminuye la viscosidad que reduce el caudal.
Spraying Systems Co. agradece tener la oportunidad de contestar a sus preguntas sobre aplicaciones específicas. Por favor póngase en contacto con su representante local a este respecto o bien por medio del enlace a pie de página.

Viscosidad
La viscosidad absoluta (dinámica) es la resistencia de un líquido al cambio de forma o de situación de sus partículas cuando el líquido se mueve. La viscosidad del líquido es un factor primario que afecta a la formación del modelo de aspersión y, en menor grado, a la capacidad. Los líquidos de alta viscosidad requieren una presión mínima más alta para la formación de un modelo de aspersión y dan ángulos de aspersión más estrechos si los comparamos a los de agua. Los efectos generales de una viscosidad distinta de la del agua se indican a continuación.

Temperatura
Los datos de este catálogo se refieren a la aspersión de agua a 70º F (21º C). A pesar de que los cambios de temperatura del líquido no afectan al funcionamiento de aspersión de una boquilla a menudo afectan a la viscosidad, tensión superficial y densidad que si afectan al funcionamiento de la boquilla de aspersión. Sobre los efectos de la temperatura en la aspersión ver el cuadro de abajo.

Tensión Superficial
La superficie de un líquido tiende a asumir el tamaño más pequeño posible, actuando, en este sentido, como una membrana bajo tensión. Cualquier porción de la superficie líquida ejerce una tensión sobre las porciones adyacentes o sobre otros objetos con los cuales esté en contacto. Esta fuerza está en el plano de la superficie y se mide en unidades de fuerza por unidad de longitud. Su valor para agua es aproximadamente de 58 dinas por cm a 70º F (21º C). La tensión superficial afecta principalmente a la presión mínima de funcionamiento, al ángulo de pulverización y al tamaño de la gota.

La tensión superficial afecta más a las presiones más bajas de funcionamiento. Una tensión superficial alta reduce el ángulo de pulverización, particularmente en las boquillas de cono hueco y en las de chorro plano. La tensión superficial baja permite el funcionamiento de una boquilla una presión más baja. Ver más abajo datos sobre los efectos generales de la tensión superficial sobre el funcionamiento de las boquillas de aspersión.

Aumento de la presión Aumento de la gravedad específica Aumento en la viscosidad Aumento en la temperatura Aumento en la tensión superficial
Patrón Mejora Sin importancia Se deteriora Mejora Sin importancia
Capacidad Aumenta Decrece * ** Sin efecto
Ángulo Aumenta luego decrece Sin importancia Decrece Aumenta Decrece
Tamaño de gota Decrece Sin importancia Aumenta Decrece Aumenta
Velocidad Aumenta Decrece Decrece Aumenta Sin importancia
Impacto Aumenta Sin importancia Decrece Aumenta Sin importancia
Desgaste Aumenta Sin importancia Decrece ** Sin efecto

*Para cono lleno y cono hueco aumenta, para  aspersión plana disminuye
 ** Depende del líquido que se este asperjando y de la boquilla

2.- Angulo y cobertura de aspersión

En este cuadro figuran las coberturas teóricas de los modelos de aspersión, calculadas según el ángulo de aspersión y la distancia desde el orificio de la boquilla. Estos valores se han calculado suponiendo que el ángulo de aspersión indicado no se mantiene a grandes distancias de aspersión. Solicitar Hojas de Datos sobre cobertura real de aspersión.

 

 

Los ángulos de aspersión tabulados indican las coberturas de aspersión aproximadas asperjando agua. En la aspersión real el ángulo efectivo de aspersión varía con la distancia de aspersión. Si la necesidad de cobertura de aspersión es crítica, solicitar por escrito los datos específicos de cobertura por aspersión. Los líquidos que son más viscosos que el agua forman ángulos de aspersión relativamente más pequeños (o incluso un chorro sólido) dependiendo de la viscosidad, de la capacidad de la boquilla y de la presión de aspersión. Los líquidos con tensión superficial más baja que el agua producirán ángulos de aspersión relativamente más anchos que aquellos que figuran en la lista para agua.

 

 

3.- Tamaño de gota de aspersión (Pulverización)

El tamaño de gota se refiere al tamaño de gotas de aspersión individuales que forman el modelo de aspersión de una boquilla. No todas las gotas de una aspersión dada tienen el mismo tamaño. A continuación se indican algunas de las diferentes formas de indicar el tamaño de la gota en una aspersión.

Diámetro Medio de Volumen (DMV), también expresado como (DVM) Diámetro Volumen Medio, Dv0,5 (DMM) Diámetro Medio de Masa:

Expresa el tamaño de la gota en relación con el volumen del líquido asperjado. Esto significa que el tamaño de gota de diámetro medio de volumen cuando se expresa en términos de volumen (o masa) es un valor donde el 50% del total del volumen del líquido asperjado se hace en gotas de tamaño mayor que el diámetro medio y el 50% en gotas más pequeñas que ese diámetro medio.

Diámetro Medio Sauter (DMS): expresa el grado de pulverización en relación con la superficie de las gotas producidas en la aspersión. El Diámetro Medio Sauter es el diámetro de una gota que tenga la misma relación entre su volumen y su área superficial que el total del volumen de todas las gotas y la superficie total de las mismas.

Diámetro Medio en Número (DMN): expresa el tamaño de la gota en relación al número de gotas de la aspersión. Significa que el 50% del número total de gotas es más pequeño que el diámetro medio y el otro 50% de las gotas es mayor que el diámetro medio.

El tamaño de la gota se expresa habitualmente en micras. Una micra equivale a 1/25,400 pulgadas ó 0,001 mm.; 3175 micras equivalen a 1/8 de pulgada.

Además de los efectos causados por el producto específico que se asperja, los tres factores principales que afectan al tamaño de la gota son la capacidad de la boquilla, la presión y la forma de la aspersión. Las presiones de aspersión más bajas proporcionan tamaños de gota mayores, mientras que las presiones de aspersión más altas proporcionan tamaños de gota más pequeños. Los tamaños de gota más pequeños se consiguen por medio de las boquillas de aspersión. Hablando en términos generales, las gotas mayores son las que producen boquillas de aspersión de cono lleno. En la serie de boquillas de aspersión hidráulicas los tamaños de gota más pequeños son los producidos por las boquillas de aspersión de cono hueco, incluyendo el tipo de aspersión hidráulica o el de aspersión fina.

Dentro de cada modelo de aspersión  los de capacidades más pequeñas producen las gotas de menor tamaño y los de mayor capacidad producen las mayores gotas. Dado que el Diámetro Medio de Volumen (DMV) está basado en el volumen del líquido asperjado, se acepta ampliamente como referencia y así figura en el cuadro siguiente.

Existe información más completa sobre el tamaño de la gota en todos los tipos de aspersión. Para más información póngase en contacto con el representante local de Spraying Systems México.
Modelo Capacidad
(gpm)
a 10 psi
DVM
(micrones)
a 10 psi
Capacidad
(gpm)
a 40 psi
DVM
(micrones)
a 40 psi
Capacidad
(gpm)
a 100 psi
DVM
(micrones)
a 100 psi
Neumática

.005
.02

20
100

.008
8

15
200

 
12

 
400

Aspersión Fina

 
.22

 
375

.03
.43

110
330

.05
.69

110
290

Cono Hueco

.05
12

360
3400

.10
24

300
1900

.16
38

200
1260

Aspersión Plana

.05
5

260
4300

.10
10

220
2500

.16
15.8

190
1400

Cono Lleno

.10
12

1140
4300

.19
23

850
2800

.30
35

500
1720

 
Modelo

Capacidad (l/min)
a 0.7 bar

DVM
(micrones)
a 0.7 bar

Capacidad (l/min)
a 3 bar

DVM (micrones)
a 3 bar

Capacidad (l/min)
a 7 bar

DVM
(micrones)
a 7 bar

Neumática

0.02
0.08

20
100

0.03
30

15
200

45

400

Aspersión Fina

0.83

375

0.1
1.6

110
330

0.2
2.6

110
290

Cono Hueco

0.19
45

360
3400

0.38
91

300
1900

0.61
144

200
1260

Aspersión Plana

0.19
18.9

260
4300

0.38
38

220
2500

0.61
60

190
1400

Cono Lleno

0.3810
45

1140
4300

0.72
87

850
2800

1.1
132

500
1720

 

 

4.- Capacidad

Todas las tablas de capacidad están basadas en agua. Dado que la densidad de un líquido afecta a su caudal, las capacidades indicadas aquí se deben multiplicar por el factor de conversión asociado con la densidad del líquido pulverizado tal y como se indica en el cuadro más abajo.

La capacidad de la boquilla varia con la presión de trabajo. En general, la relación entre l/min y presión es la siguiente:

                                             

                                                                                

Volumen de Solución

Densidad

Factor de conversión

7.0 lbs. por galon

0.84

1.09

8.0 lbs. por galon

0.96

1.02

8.34 lbs por galon - AGUA

1.00

1.00

9.0 lbs. por galon

1.08

0.96

10.0 lbs. por galon

1.20

0.91

11.0 lbs por galon

1.32

0.87

12.0 lbs. por galon

1.44

0.83

14.0 lbs. por galon

1.68

0.77

 

5.- Impacto

El impacto, o fuerza de choque, de una aspersión sobre una superficie dada, se puede expresar de varias formas. El valor de impacto más útil con respecto al funcionamiento de la aspersión es el impacto por centímetro cuadrado. Básicamente, este valor depende del modelo y del ángulo de pulverización. Para conseguir el impacto por centímetro cuadrado (kilogramos por centímetro cuadrado) de una boquilla dada, determinar primero el impacto total teórico, usando la fórmula:

 

Seguidamente, consultando el cuadro que figura a continuación, ver el porcentaje por centímetro cuadrado del impacto total teórico y multiplicarlo por el total teórico. El resultado es el impacto de pulverización en Kg/cm2 se consigue con las boquillas de chorro sólido y se puede calcular por la fórmula 1.9 x (presión de pulverización, kg/cm2).

Modelo

Ángulo

%
por pulgada2
del Impacto total teórico*

Aspersión Plana

15°
25°
35°
40°
50°
65°
80°

30%
18%
13%
12%
10%
7%
5%

Cono Lleno

15°
30°
50°
65°
80°
100°

11%
2.5%
1%
0.4%
0.2%
0.1%

Cono Hueco

60° 80°

1 a 2%

* En una distancia de 12" (30 centímetros).

 

6.- Densidad

La densidad es la relación entre las masas de un volumen dado de un líquido con respecto a la masa del mismo volumen del agua. En la pulverización, la densidad de un líquido (que no sea agua) afecta principalmente a la capacidad de la boquilla de pulverización. Dado que los valores que figuran aquí se refieren a agua pulverizada, se puede aplicar un factor de conversión para determinar la capacidad de la boquilla cuando se usa un líquido que no sea agua. Además del cuadro que figura a continuación, se puede utilizar la siguiente fórmula:

 

Clave: El factor de conversión multiplicado por la capacidad de la boquilla cuando se pulveriza agua da la capacidad de la boquilla cuando se pulveriza un líquido con la densidad correspondiente al factor de conversión. Este factor de conversión se tiene en cuenta solamente por los efectos de la densidad sobre la capacidad y no se aplica a otros factores que afecten a la capacidad.

 

7.- Desgaste de las boquillas

El desgaste de la boquilla está caracterizado por un aumento de la capacidad de la boquilla, seguido por un deterioro general del modelo de pulverización. Las boquillas de pulverización plana en abanico con orificios elípticos experimentan un estrechamiento del chorro. En otros modelos la pulverización se deforma dentro del modelo, sin que cambie sustancialmente el área de cobertura. El aumento en la capacidad de la boquilla puede en algunas ocasiones ser reconocido porque baja la presión del sistema, particularmente cuando se utilizan bombas volumétricas.

Resistencia relativa aproximada a la abrasión de materiales más usuales en las boquillas de pulverización.

Aluminio

1

Latón

1

Acero dulce

1,5 a 2

MONEL®

2 a 3

Acero inoxidable

4 a 6

HASTELLOY®

4 a 6

Acero inoxidable endurecido

10 a 15

STELLITE®

10 a 15

Carburo de silicio

90 a 130

Cerámica

90 a 200

Carburos

180 a 250

MONEL es una marca registrada registrada de los International Nickel Company.
HASTELLOY es una marca registrada registrada de Haynes internacional, inc..
STELLITE es una marca registrada registrada de Stoody Deloro Stellite, Inc.

 

 

También Vea

Referencias
Servicios de Investigación y Análisis de la Aspersión
Literatura
Guía práctica sobre tamaños de Gota para Ingenieros , Boletín 459   · Ver   · Solicitar
Catálogo General que incluye boquillas de aspersión y accesorios, datos técnicos e ideas para solución de problemas, Catálogo 60B   · Ver   · Solicitar
Catálogo General que incluye boquillas de aspersión y accesorios, datos técnicos e ideas para solución de problemas, Catálogo 60B-M - Métrico   · Ver   · Solicitar
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