Tengo un caudal de 15000 m3/hr y un ducto de 24 m de largo, cómo puedo definir dimensiones de las celosías y diámetro del ducto

Tu pregunta es muy general y poco clara. ¿De qué seria el ducto? Para calefacción, ventilación o algo así, ¿o para transporte de aire a nivel industrial con algún fin?.

Definido eso, deberías definir las velocidades del aire necesarias: Si fuese una calefacción... y el aire me saliese a 30 km/hora, seria más molesta que benéfica, ¿cierto?. Por otro lado, debería definirse también las presiones que se tienen en la salida del soplador y las necesarias en las llegadas a las bocas de salida. Y de paso, ya que dijiste "Dimensiones en cada punto", interpreto que hay más de una salida... y el caudal se ira reduciento.

Un buen diagrama, con salidas, presiones y caudales en cada punto, seria de gran ayuda para poder darte al menos una orientación acertada en el tema, y no una simple "opinión al azar"

Gracias Boris, el ducto es sipro metálico y es para ventilación de una planta que genera mucho calor (40°C en verano). El largo el ducto son 24 metros y estimo que para mantener una velocidad de salida en cada celosía que instale debo ir disminuyendo el diámetro ( según mi apreciación, no soy experto) para mantener ventilado todo el área donde un operador trabaje. La salida de aire del ducto por bibliografía debe ser 7-10 m/s.

Ahora va más claro!. ¿El soplador entonces "haría vacío y aspiraría de la salida"?. En un principio interprete al revés... que "forzaría aire a la entrada". Aclarame cuantas bocas tienes, para darme mejor idea, y MAÑANA con más tiempo, te subo un diagramita (hoy no creo que me den los tiempos!)

Estimado le había respondido pero no he tenido respuestas, pienso colocar celosías cada tres metros. Estimo un total de 7 celosías en un largo de 24 metros de largo. Me podrías orientar si debo variar el diámetro del ducto para conseguir la misma velocidad

Perdón, pero es que estos días estoy con trabajo hasta el cuello, y no me queda tiempo de nada. Quería sacarte algunos números, pero a los apurones, no llego. Así que algunas orientaciones básicas: Tienes el CAUDAL, en m3/hora: Debes tomarlo como "un volumen prismático", y calcular el tamaño de la suma de todas las salidas para que la velocidad del aire no supere ese limite de los 10 km/hora. Esa sera la suma de la superficie de TODAS las salidas (las 7). Como es un soplador, y la presión de eso es bajísima, podemos casi despreciar la compresibilidad del fluido (aire), ya que no afectara al resultado en más de un 5% como mucho.

La superficie de la sección transversal del ducto, a la entrada, deberá ser de un 50 a un 100% mayor a la superficie total que te de en el calculo anterior: De ese modo garantizas que la presión del aire dentro del ducto sea capaz de mantenerse relativamente estable luego de cada salida.

Tienes el total de superficie de las siete salidas: Las divides entre las siete... y a las "más cercanas al soplador" les das un poco más de superficie que a las más lejanas: Digamos, el "promedio" a las tres del centro, las dos más lejanas una un 10% más de superficie, y la ultima un 20% más de superficie. A la inversa con las más cercanas al ingreso: La de más cerca, un 20% menos, la que sigue un 10% menos del promedio. Con esa variación de superficies, podrás hacer que los caudales de todas las salidas sean más o menos iguales.

La seccion del ducto, podras reducirla en cada salida, en relacion a LA SUPERFICIE DE LA SALIDA. El ducto no debe ser "apenas lo mismo que las salidas", porque eso haria que el aire circule con velocidad, y si tiene velocidad, baja la presion... y terminara que en alguna boca, en vez de soplar aspire: Principio del Tubo Pitot.

A ver si con esos datos puedes sacar los cálculos. Yo por acá no se si podre volver un rato después del mediodía como mucho.

Estimado estuve:
Analizando lo que me comentaste:

(1) Área de celosías.

Caudal: 15.000 m3/hr
Velocidad de salida 7 (m/s)=25.200 (m/hr)

Área celosías: ¿?

Cantidad de celosías= #7

Por lo tanto el área es, 0,085 (m2); pensando en una celosía cuadrada ésta tendrá una dimensión de 0,29 (m)=29 (cm).

(2) Diámetro ducto

Me mencionabas que podría ser de un 50-100% de la superficie total calculada anteriormente. Si es:

50% = diámetro ducto 0,127 (m2)

100% = diámetro ducto 0,17 (m2)

(3) Variación del diámetro del ducto

No entendí como calcular esto.

Consulta, que me recomiendas que es la mejor opción para instalar celosías (ver imagen, vista inferior del ducto por donde circulará el operador).

PRIMERO: La imagen no salio!.

Vamos a lo otro: Confio en el calculo de " 29 cm de lado" (Soy vago, no tengo ganas de hacer calculos)

La superficie de cada celosia dijiste que da: 0,085 m2... siete celosias te daran: 0,60 m2:

Debes considerar el AREA TOTAL . Ademas, aca viene lo que no te quedo claro, la superficie inicial del ducto debe ser del orden de un 50% mayor que el TOTAL de la superficie de las celosias: o sea de 0,90 m2. Eso es para que la velocidad del aire en el ducto sea MENOR a la velocidad en las celosias. Si la velocidad en el ducto fuese mayor, por las leyes de Bernoulli, te bajaria la presion en el ducto respecto a las celosias... y el aire entraria en vez de salir! (El efecto del "Tubo Pitot").

Ahora, luego de cada celosia, podras ir reduciendo la superficie del ducto, en relacion PROPORCIONAL a la superficie de la celosia:

O sea:

Seccion inicial del ducto: 0,9 m2

Superficie cada celosia: 0,085 m"

Seccion ducto despues de cada celosia: Le resto 1,5 veces la superficie de la celosia.

O sea: 0,1275 m2 por cada una

Despues primer celosia: 0,77 m2

Despues segunda celosia: 0,65 m2

... Y asi hasta llegar a la ultima: De esa forma, mantengo constante la velocidad del aire dentro del ducto... y por lo tanto la presion en la salida de cada celosia, para que los caudales sean lo mas parejos posibles.

Bueno... perfecto no es, porque si fuese muuuuy exquisito, deberia verificar las perdidas por rozamiento del aire contra las paredes: Eso, lo podrias compensar haciendo las tres celosias centrales de la superficie calculada: 0,085 m2, las dos primeras ligeramente mas chicas,... digamos 0,08 m2, y las dos ultimas ligeramente mas grande: 0,09 m2.

Y faltaria el dibujo... a ver que era!.

Esa era la imagen de las celosías