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VENTILADOR CENTRÍFUGO UNI-FIM
INDICE
1.- INTRODUCCION………………………………………………………....Pág. 3
2.- OBJETIVOS.………………………………………………………………Pág. 4
3.- FUNDAMENTO TEORICO………………………………………………Pág. 4
4.- APARATOS………………………………………………………………. Pág. 12
5.- PROCEDIMIENTO………………………………………………………. Pág. 14
6.- CALCULOS Y RESULTADOS……………………...………………….. Pág. 16
7.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………..Pág.
8.- BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………….Pág.
LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pág.2
VENTILADOR CENTRÍFUGO UNI-FIM
INFORME Nº 2: VENTILADOR CENTRÍFUGO
1.- INTRODUCCION:
Las turbomaquinas son maquinas de transferencia de energía que funciona
según el principio de cambio de momento angular que experimenta un fluido a
su paso por un elemento mecánico giratorio llamado rotor. Turbomaquinas
hidráulicas son aquellas en las que el fluido que pasa a través de ellas no
experimenta un cambio sensible en su densidad.
El ventilador de una bomba de aire; puede ser axial o radial según sea la
dirección que sigue el flujo en su recorrido por el rotor. El ventilador eleva la
presion del aire dentro del rango de 0 – 1000 mm de columna de agua. El aire
se puede considerar incompresible; mientras la variación de la densidad no
exceda el 7%. Debido a esto el diseño de un ventilador se simplifica y se lo
clasifica dentro de las turbomaquinas hidráulicas.
Los ventiladores axiales son utilizados cuando el flujo de aire requerido es
relativamente grande comparado a la altura de presion que va a proporcionar el
ventilador. Los ventiladores radiales llamados también centrífugos son
utilizados cuando el flujo de aire requerido es relativamente bajo comparado a
la altura de presion que va a proporcionar el ventilador. Lo que determina
cuando se debe utilizar un ventilador axial o radial es la eficiencia. Para
determinadas condiciones de flujo de aire y altura de presion un ventilador es
más eficiente que otro. Los ventiladores axiales tienen su aplicación en
quemadores y cámaras de combustión, ventilación, tiro forzado en calderas,
torres de enfriamiento, procesos de secado, etc. Mientras que los radiales o
centrífugos tienen su aplicación en transporte neumático, quemadores y
cámaras de combustión, ventilación, tiro forzado y tiro inducido en calderas,
colectores de polvo, procesos de secado, chimeneas, aire acondicionado, etc.
En la presente experiencia de laboratorio se ensayara con un ventilador
centrífugo y un ducto de aire. Se fijaran velocidades de rotación, se ira variando
los caudales y para estas condiciones se tomaran datos de presiones y torque,
con lo que se obtendrá el comportamiento del ventilador. Posteriormente se
analizaran los datos y se mostraran los resultados mediante tablas y graficas
(conchoides).
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2.- OBJETIVOS:
Determinar el comportamiento de un ventilador centrífugo a diferentes
condiciones de funcionamiento.
Conocer la performance del ventilador centrífugo a diferentes RPM.
Graficar las curvas de comportamiento de la altura y eficiencia del
ventilador (“conchoide”) en función del caudal para cada velocidad.
3.- FUNDAMENTO TEORICO:
Presión
a) Presión estática
Es la fuerza por unidad de área ejercida sobre las paredes de un recipiente
por un fluido que está en reposo. La presión estática de un fluido en
movimiento es la presión que mediría un instrumento que se desplazaría
con la misma velocidad en el fluido y en la misma dirección y sentido. Dado
que esto no es práctico la presión estática se mide insertando un tubo
manométrico en la pared del recipiente de tal manera que forme un ángulo
recto con la dirección del movimiento del fluido.
b) Presión de velocidad (Pv = )
Es la fuerza por unidad de área ejercida por el movimiento en conjunto de
un fluido sobre un plano perpendicular a la dirección del movimiento. Las
presiones de velocidad se miden con el objeto de determinar velocidades o
caudales.
c) Presión total dinámica o de estancamiento (PT = PV +PE)
Es la suma de las presiones estáticas y de velocidad. Es la presión total
ejercida por un fluido en movimiento. Puede considerarse como la presión
estática que se ejercería si un fluido en movimiento se llevara al reposo de
tal modo que toda la presión de velocidad se transformara en presión
estática. Este proceso llevaría a la corriente fluida a un estado de
estancamiento.
d) Presión en unidades de altura
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- Altura de presión estática:
- Altura de presión de velocidad:
- Altura de presión total o de impacto:
VISCOSIDAD
VISCOSIDAD ABSOLUTA:
= tensión cortante
= viscosidad absoluta
= gradiente de velocidad
VISCOSIDAD CINEMÁTICA:
ECUACIÓN DE EULER
ECUACIÓN DE BERNOULLI
Integrando la ecuación de Euler para () cte.
PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
+ Ep/mg
Donde: Ep/mg hpérdidas
Perfil del flujo laminar en una tubería horizontal
Vmedia = 0.82 Vmáx
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La distribución de velocidades es parabólica, que transcribimos:
El régimen laminar se presenta para un Re (Reynolds) menor o igual a 2000
Su factor de fricción es inverso de Re: (flujo laminar)
NÚMERO DE REYNOLD
V =velocidad media del flujo
DH =diámetro hidráulico
=densidad del fluido a su temperatura media
=viscosidad absoluta a su temperatura media
=viscosidad cinemática a su temperatura media
FLUJO TURBULENTO EN TUBERÍAS
El flujo turbulento tiene su existencia para Re 2300
La velocidad media para el flujo turbulento es:
Vmedia = Vmáx ó Vmedia 0.82Vmax
Asimismo:
Donde: 6.5 n 10
LEY DE LA SUB-CAPA LAMINAR
La ecuación de la pérdida de Nikuradse es:
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CAUDAL CON EL TUBO DE PITOT
El tubo de Pitot como se mencionó permite calcular el caudal gracias a que
nos permite medir las presiones de velocidad:
Luego la velocidad en el punto donde se realiza la medición es:
Como el manómetro contiene un fluido diferente al agua que circula debe
convertirse el h en una altura equivalente del fluido. La velocidad hallada se
afecta de un coeficiente de calibración “C” para el tubo; pero como
0.98<C<1.02, normalmente se considera C = 1. Cuando se usan fluidos
incompresibles se usa el siguiente gráfico de corrección de velocidades.
VENTILADORES
Un ventilador es una turbomáquina que se caracteriza porque el fluido
impulsado es un gas (fluido compresible) al que transfiere una potencia con
un determinado rendimiento.
A pesar de que no existe convenio alguno universalmente adoptado; los
ventiladores pueden subdividirse en cuatro grupos:
1. Ventiladores de baja presión: hasta una presión del orden 200 mm de
agua (ventiladores propiamente dichos).
2. Ventiladores de media presión: entre 200 y 800 mm de agua
(soplantes)
3. Ventiladores de alta presión: entre 800 y 2500 mm de agua
(turbosoplantes)
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4. Ventiladores de muy alta presión , mayor a 2500 mm de agua
(turbocompresores)
En función de la trayectoria del fluido, todos estos ventiladores se pueden
clasificar en
1. De flujo radial (centrífugos)
2. De flujo semiaxial (helico-centrifugos)
3. De flujo axial
Fig. Configuración típica de sendos rodetes: radial, semiaxial y axial.
Ventiladores radiales (centrífugos)
En los ventiladores centrífugos la trayectoria del fluido sigue la dirección del eje
del rodete a la entrada y está perpendicular al mismo a la salida. Si el aire a la
salida se recoge perimetralmente en una voluta, entonces se dice que el
ventilador es de voluta.
Estos ventiladores tienen tres tipos básicos de rodetes:
1. Alabes curvados hacia adelante,
2. Alabes rectos,
3. Alabes inclinados hacia atrás/curvados hacia atrás.
Los ventiladores de álabes curvados hacia adelante (también se llaman de
jaula de ardilla) tienen una hélice o rodete con las álabes curvadas en el
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mismo sentido que la dirección de giro. Estos ventiladores necesitan poco
espacio, baja velocidad periférica y son silenciosos. Se utilizan cuando la
presión estática necesaria es de baja a media, tal como la que se encuentran
en los sistemas de calefacción, aire acondicionado o renovación de aire, etc.
No es recomendable utilizar este tipo de ventilador con aire polvoriento, ya
que las partículas se adhieren a los pequeños álabes curvados y pueden
provocan el desequilibrado del rodete.
Estos ventiladores tienen un rendimiento bajo fuera del punto de proyecto.
Además, como su característica de potencia absorbida crece rápidamente con
el caudal, ha de tenerse mucho cuidado con el cálculo de la presión necesaria
en la instalación para no sobrecargarlo. En general son bastante inestables
funcionando en paralelo vista su característica caudal-presión.
Fig. Ventiladores
centrífugos de álabes
curvados hacia delante,
radiales y atrás.
Los ventiladores centrífugos radiales tienen el rodete con los álabes
dispuestas en forma radial. La carcasa está diseñada de forma que a la
entrada y a la salida se alcanzar velocidades de transporte de materiales.
Existen una gran variedad de diseños de rodetes que van desde los de "alta
eficacia con poco material" hasta los de "alta resistencia a impacto". La
disposición radial de los álabes evita la acumulación de materiales sobre las
mismas. Este tipo de ventilador es el comúnmente utilizado en las
instalaciones de extracción localizada en las que el aire contaminado con
partículas debe circular a través del ventilador. En este tipo 'de ventiladores la
velocidad periférica es media y se utilizar en muchos sistemas de extracción
localizada que vehicular aire sucio o limpio.
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Fig. Triángulos de velocidades a la salida para los distintos rodetes centrífugos
Los ventiladores centrífugos de álabes curvados hacia atrás tienen un rodete
con las álabes inclinados en sentido contrario al de rotación. Este tipo de
ventilador es el de mayor velocidad periférica y mayor rendimiento con un
nivel sonoro relativamente bajo y una característica de consumo de energía
del tipo "no sobrecargable". En un ventilador "no sobrecargable", el consumo
máximo de energía se produce en un punto próximo al de rendimiento óptimo
de forma que cualquier cambio a partir de este punto debido a cambios de la
resistencia del sistema resultará en un consumo de energía menor. La forma
de los álabes condiciona la acumulación de materiales sobre ellas, de forma
que el uso de estos ventiladores debe limitarse como se indica a
continuación:
o Alabes de espesor uniforme: Los álabes macizos permiten el trabajo
con aire ligeramente sucio o húmedo. No debe emplearse con aire
conteniendo materiales sólidos ya que tienen tendencia a acumularse
en la parte posterior de los álabes.
o Alabes de ala portante: Las álabes de ala portante permiten mayores
rendimientos y una operación más silenciosa. Los álabes huecos se
erosionan rápidamente y se pueden llenar de líquido si la humedad es
alta, por ello su uso queda limitado a aplicaciones en las que se
manipule aire limpio.
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Fig. Curvas características relativas para ventiladores centrífugos. No se
observa en la figura, pero las características de “álabes adelante” pasan por
encima de las otras dos en valor absoluto.
4.- APARATOS:
Ventilador Centrífugo: De alabes curvados hacia atrás (2<90º).
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Ducto del Sistema: Cilíndrico de 12 pulg. de diámetro, de plancha
galvanizada. Las tuberías están unidas mediante bridas. El sistema está
provisto de un cono de regulación de caudal y un Tubo de Pitot.
Motor Eléctrico:
Marca: US ELECTRIC MOTOR
Pot. Placa: 2HP
Voltaje: 230/460 v
Intensidad: 7.2/3.6 A
Velocidad: 1600rpm
Frecuencia: 60 Hz.
Equipo de cambio de velocidad: Permite cambiar las velocidades desde
450 hasta 4500rpm.
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Un manómetro digital: Para medir la presion total y la presion de
velocidad.
Un Tacómetro y una Wincha
5.-
PROCEDIMIENTO
Marcar 10 posiciones distintas del cono regulador de caudal para las
cuales se realizara la experiencia.
Graduar el tubo de Pitot en el centro del ducto y conectarlo al
manómetro digital.
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Chequear que el indicador de variación de velocidad en el equipo de
cambio de velocidad este al mínimo.
Nivelar la plataforma para que el medidor del torque reactivo del motor
eléctrico marque cero.
Sujetar la plataforma basculante para evitar el golpe producido por el par
de arranque al encender el motor.
Encender el motor y fijar la velocidad de trabajo usando el tacómetro.
Se coloca el cono en la primera posición marcada previamente.
Para esta velocidad de rotación y para cada posición del cono medir la
presion de velocidad, presion total y el torque.
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Repetir los mismos pasos para las otras 3 velocidades de rotación.
Terminadas todas las mediciones, llevar la velocidad de rotación al
mínimo y apagar el motor.
Finalmente medir la longitud del ducto entre los puntos en los cuales se
hizo la medición.
6.- CALCULOS Y RESULTADOS:
Primeramente ordenamos los datos tomados de laboratorio en cuadros, y
transformamos las unidades a unidades del sistema internacional.
Para N = 2330 RPM
Punto F (lbs.) PT (pulg.H2O) PV (pulg.H2O)1 2.59375 3.802 0.0872 2.59375 3.065 0.1593 2.59375 2.218 0.3084 2.59375 1.799 0.4035 2.59375 1.467 0.4726 2.59375 1.197 0.5157 2.59375 1.031 0.5518 2.59375 0.931 0.5589 2.59375 0.868 0.568
10 2.59375 0.826 0.596
Para N = 2102 RPM
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Punto F (lbs.) PT (pulg.H2O) PV (pulg.H2O)1 2.06250 3.162 0.0472 2.37500 2.566 0.1343 2.46875 1.927 0.2524 2.50000 1.553 0.3325 2.50000 1.252 0.3436 2.53125 1.011 0.4457 2.53125 0.873 0.4768 2.56250 0.787 0.4859 2.59375 0.749 0.492
10 2.59375 0.695 0.494
Para N = 1802 RPM
Punto F (lbs.) PT (pulg.H2O) PV (pulg.H2O)1 1.75000 2.289 0.0332 2.06250 1.876 0.1023 2.12500 1.396 0.1944 2.12500 1.153 0.2505 2.15625 0.926 0.2906 2.18750 0.756 0.3317 2.18750 0.646 0.3488 2.21875 0.592 0.3539 2.25000 0.555 0.364
10 2.34375 0.535 0.372
Para N = 1500 RPM
Punto F (lbs.) PT (pulg.H2O) PV (pulg.H2O)1 1.37500 1.584 0.0242 1.50000 1.286 0.0743 1.56250 0.985 0.1314 1.59375 0.793 0.1715 1.62500 0.643 0.2046 1.62500 0.527 0.2287 1.65625 0.454 0.2368 1.65625 0.410 0.2489 1.68750 0.386 0.255
10 1.71875 0.368 0.258
Procedemos a realizar las conversiones correspondientes para obtener las
unidades en el sistema internacional.
Sin embargo, debemos tener en cuenta que tomamos la presión de velocidad
en el punto medio del ducto. Por lo cual podemos calcular la velocidad máxima,
y por ende, la velocidad media del flujo y de ese modo determinar el caudal que
fluye por el ducto. Utilizaremos las siguientes relaciones:
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Obtenemos las siguientes tablas de resultados para cada una de las
velocidades a la que se puso en funcionamiento el ventilador.
Para N = 2300 RPM
PV (m.Aire) Vmax (m/s) Vmedia (m/s) Caudal Q (m3/s)1.8354 6.0008 4.9207 0.35903.3543 8.1124 6.6522 0.48546.4977 11.2909 9.2585 0.67568.5018 12.9153 10.5906 0.77289.9575 13.9773 11.4614 0.8363
10.8646 14.6001 11.9721 0.873611.6241 15.1018 12.3835 0.903611.7718 15.1974 12.4619 0.909311.9827 15.3330 12.5731 0.917412.5734 15.7064 12.8792 0.9397
Para N = 2102 RPM
PV (m.Aire) Vmax (m/s) Vmedia (m/s) Caudal Q (m3/s)0.9915 4.4106 3.6167 0.26392.8269 7.4474 6.1069 0.44565.3163 10.2130 8.3747 0.61117.0040 11.7226 9.6125 0.70147.2360 11.9152 9.7704 0.71299.3879 13.5717 11.1288 0.8120
10.0419 14.0364 11.5099 0.839810.2317 14.1685 11.6182 0.847710.3794 14.2704 11.7017 0.853810.4216 14.2994 11.7255 0.8556
Para N = 1802 RPM
PV (m.Aire) Vmax (m/s) Vmedia (m/s) Caudal Q (m3/s)0.6962 3.6958 3.0306 0.22112.1518 6.4976 5.3280 0.38884.0927 8.9609 7.3480 0.53625.2741 10.1724 8.3414 0.60866.1179 10.9560 8.9839 0.65556.9829 11.7049 9.5980 0.70037.3415 12.0017 9.8414 0.71817.4470 12.0876 9.9118 0.7232
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7.6791 12.2745 10.0651 0.73447.8478 12.4087 10.1751 0.7424
Para N = 1500 RPM
PV (m.Aire) Vmax (m/s) Vmedia (m/s) Caudal Q (m3/s)0.5063 3.1518 2.5845 0.18861.5611 5.5344 4.5382 0.33112.7636 7.3636 6.0381 0.44063.6075 8.4130 6.8987 0.50344.3037 9.1890 7.5350 0.54984.8100 9.7145 7.9659 0.58124.9787 9.8835 8.1044 0.59135.2319 10.1316 8.3079 0.60625.3796 10.2736 8.4244 0.61475.4429 10.3339 8.4738 0.6183
Ahora, para determinar la altura del ventilador, debemos calcular las pérdidas
del sistema, tanto primarias como secundarias. Comenzaremos calculando las
perdidas primarias para lo cual determinaremos el factor de fricción para cada
caso, mediante la ecuación de Colebrook.
Para el material del ducto, es decir, plancha galvanizado tenemos un rango de
variación de la rugosidad absoluta, para lo cual tomaremos el mayor valor
debido al constante uso que se le da a nuestro ducto experimental. Para
resolver la ecuación de Colebrook hallaremos el número de Reynolds para
cada situación. Procederemos con las siguientes formulas.
Para las condiciones ambientales que se presentaron en el momento de
nuestra experiencia, tenemos el siguiente valor de la densidad y la viscosidad
cinemática.
Condiciones ambientales:
Longitud de Tubería: 8.2 m
Densidad del aire:
Viscosidad cinemática:
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Rango de variación de la rugosidad absoluta del ducto:
[0.06 – 0.24] mm
Diámetro del ducto: D = 12 pulgadas.
Obtenemos las siguientes tablas:
Para N = 2330 RPM
Reynolds Factor de friccion f Hf100321.85 0.0215977 0.7171135623.35 0.0209369 1.2704188760.57 0.0203542 2.3924215917.79 0.0201546 3.0997233672.13 0.0200465 3.6109244084.12 0.0199896 3.9287252471.12 0.0199468 4.1943254069.78 0.0199389 4.2459256336.28 0.0199279 4.3196262578.43 0.0198985 4.5258
Para N = 2102 RPM
Reynolds Factor de friccion f Hf73736.89 0.0224181 0.4021124505.44 0.0211111 1.0796170740.36 0.0205167 1.9731195976.93 0.0202964 2.5715199197.08 0.0202719 2.6535226890.29 0.0200860 3.4110234660.17 0.0200409 3.6405236868.21 0.0200285 3.7070238571.45 0.0200192 3.7588239055.86 0.0200165 3.7735
Para N = 1802 RPM
Reynolds Factor de friccion f Hf61786.40 0.0229628 0.2892108626.55 0.0214104 0.8334149808.61 0.0207470 1.5360170061.47 0.0205234 1.9580183161.80 0.0204017 2.2579195681.56 0.0202987 2.5641200643.70 0.0202611 2.6908
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202079.97 0.0202504 2.7280205204.37 0.0202278 2.8099207447.11 0.0202120 2.8694
Para N = 1500 RPM
Reynolds Factor de friccion f Hf52691.62 0.0222191 0.203592523.44 0.0208295 0.5882123103.83 0.0203189 1.0158140648.13 0.0201175 1.3128153621.14 0.0199957 1.5567162406.47 0.0199234 1.7335165231.15 0.0199016 1.7924169379.85 0.0198709 1.8806171753.66 0.0198539 1.9321172761.02 0.0198468 1.9541
Procedemos a calcular las perdidas secundarias. Para lograr aquello,
necesitamos conocer el factor de pérdidas de los accesorios, tales como el
codo y los dos conoces reductores que se presentan en el sistema.
Para el codo:
Al ser un codo de 90°… , R = 0.34 cm, D = 12 pulgadas.
Para ambos conos reductores, encontramos que se valor de K es función del
ángulo de reducción, encontrándose que para ambos se presenta un ángulo
reductor no mayor de 10° por lo que le corresponde un valor de:
El valor de las perdidas será:
Obtenemos las siguientes tablas.
Para N = 2330 RPM
Kcodo Hcodo Kred.1 Vel.mayor 1 Hred.1 Kred.2 Vel.mayor 2 Hred.20.1977 0.2440 0.16 7.8513 0.5027 0.16 4.9207 0.19750.1966 0.4434 0.16 10.6140 0.9187 0.16 6.6522 0.3609
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VENTILADOR CENTRÍFUGO UNI-FIM
0.1956 0.8544 0.16 14.7726 1.7797 0.16 9.2585 0.69900.1952 1.1159 0.16 16.8980 2.3286 0.16 10.5906 0.91470.1950 1.3057 0.16 18.2875 2.7273 0.16 11.4614 1.07130.1949 1.4239 0.16 19.1023 2.9757 0.16 11.9721 1.16890.1948 1.5229 0.16 19.7587 3.1837 0.16 12.3835 1.25060.1948 1.5421 0.16 19.8838 3.2242 0.16 12.4619 1.26650.1948 1.5696 0.16 20.0612 3.2820 0.16 12.5731 1.28910.1948 1.6465 0.16 20.5497 3.4438 0.16 12.8792 1.3527
Para N = 2102 RPM
Kcodo Hcodo Kred.1 Vel.mayor 1 Hred.1 Kred.2 Vel.mayor 2 Hred.20.1992 0.1328 0.16 5.7707 0.2716 0.16 3.6167 0.10670.1969 0.3742 0.16 9.7439 0.7743 0.16 6.1069 0.30410.1958 0.7001 0.16 13.3623 1.4561 0.16 8.3747 0.57190.1955 0.9205 0.16 15.3374 1.9183 0.16 9.6125 0.75350.1954 0.9508 0.16 15.5894 1.9819 0.16 9.7704 0.77850.1951 1.2314 0.16 17.7567 2.5713 0.16 11.1288 1.01000.1950 1.3167 0.16 18.3648 2.7504 0.16 11.5099 1.08030.1950 1.3414 0.16 18.5376 2.8024 0.16 11.6182 1.10080.1950 1.3607 0.16 18.6709 2.8428 0.16 11.7017 1.11670.1950 1.3662 0.16 18.7088 2.8544 0.16 11.7255 1.1212
Para N = 1802 RPM
Kcodo Hcodo Kred.1 Vel.mayor 1 Hred.1 Kred.2 Vel.mayor 2 Hred.20.2001 0.0937 0.16 4.8355 0.1907 0.16 3.0306 0.07490.1974 0.2856 0.16 8.5012 0.5894 0.16 5.3280 0.23150.1962 0.5400 0.16 11.7242 1.1210 0.16 7.3480 0.44030.1959 0.6945 0.16 13.3092 1.4445 0.16 8.3414 0.56740.1956 0.8048 0.16 14.3345 1.6757 0.16 8.9839 0.65820.1955 0.9177 0.16 15.3143 1.9126 0.16 9.5980 0.75120.1954 0.9645 0.16 15.7026 2.0108 0.16 9.8414 0.78980.1954 0.9783 0.16 15.8150 2.0397 0.16 9.9118 0.80120.1953 1.0086 0.16 16.0595 2.1032 0.16 10.0651 0.82610.1953 1.0306 0.16 16.2351 2.1495 0.16 10.1751 0.8443
Para N = 1500 RPM
Kcodo Hcodo Kred.1 Vel.mayor 1 Hred.1 Kred.2 Vel.mayor 2 Hred.20.1988 0.0677 0.16 4.1237 0.1387 0.16 2.5845 0.05450.1964 0.2061 0.16 7.2410 0.4276 0.16 4.5382 0.16800.1955 0.3633 0.16 9.6342 0.7569 0.16 6.0381 0.29730.1951 0.4733 0.16 11.0073 0.9881 0.16 6.8987 0.38810.1949 0.5641 0.16 12.0226 1.1787 0.16 7.5350 0.46300.1948 0.6300 0.16 12.7101 1.3174 0.16 7.9659 0.51750.1948 0.6520 0.16 12.9312 1.3636 0.16 8.1044 0.53560.1947 0.6850 0.16 13.2559 1.4330 0.16 8.3079 0.56290.1947 0.7042 0.16 13.4416 1.4734 0.16 8.4244 0.57880.1947 0.7124 0.16 13.5205 1.4908 0.16 8.4738 0.5856
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Por ende, ahora podemos calcular la altura del ventilador mediante la
aplicación de la ecuación de Bernoulli con pérdidas, en su forma reducida para
nuestra aplicación.
Anteriormente debimos haber convertido la presión total de pulgadas de agua a
metros de aire. Seguidamente calculamos la potencia del aire mediante la
fórmula:
Hallamos la potencia el eje del motor, mediante:
Finalmente la eficiencia será:
Para N = 2330 RPM
Ptotal (m.aire) Hv (m.aire) Paire (W) F(N) Peje (W) nv80.2083 81.8696 347.1877 11.5658 728.0793 0.476964.6603 67.6537 387.8575 11.5658 728.0793 0.532746.7917 52.5172 419.0436 11.5658 728.0793 0.575537.9523 45.4111 414.4738 11.5658 728.0793 0.569330.9483 39.6634 391.7813 11.5658 728.0793 0.538125.2523 34.7495 358.5372 11.5658 728.0793 0.492421.7503 31.9018 340.4654 11.5658 728.0793 0.467619.6407 29.9193 321.3299 11.5658 728.0793 0.441318.3116 28.7719 311.7635 11.5658 728.0793 0.428217.4256 28.3944 315.1650 11.5658 728.0793 0.4329
Para N = 2102 RPM
Ptotal (m.aire) Hv (m.aire) Paire (W) F(N) Peje (W) nv66.7066 67.6198 210.7681 9.1969 522.3016 0.403554.1332 56.6654 298.2310 10.5903 601.4382 0.495940.6527 45.3538 327.3379 11.0084 625.1791 0.523632.7626 38.9265 322.4753 11.1477 633.0928 0.509426.4126 32.7773 275.9957 11.1477 633.0928 0.435921.3284 29.5521 283.4335 11.2871 641.0065 0.442218.4171 27.2050 269.8574 11.2871 641.0065 0.4210
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16.6028 25.5544 255.8700 11.4264 648.9201 0.394315.8012 24.8801 250.9093 11.5658 656.8338 0.382014.6620 23.7773 240.2745 11.5658 656.8338 0.3658
Para N = 1802 RPM
Ptotal (m.aire) Hv (m.aire) Paire (W) F(N) Peje (W) nv48.2895 48.9380 127.8160 7.8034 379.9159 0.336439.5767 41.5167 190.6359 9.1969 447.7580 0.425829.4505 33.0878 209.5323 9.4756 461.3265 0.454224.3241 28.9886 208.3913 9.4756 461.3265 0.451719.5352 24.9317 193.0338 9.6149 468.1107 0.412415.9488 22.0944 182.7592 9.7543 474.8949 0.384813.6282 20.0841 170.3434 9.7543 474.8949 0.358712.4890 19.0362 162.6108 9.8936 481.6791 0.337611.7085 18.4563 160.0948 10.0330 488.4633 0.327811.2865 18.1803 159.4240 10.4510 508.8160 0.3133
Para N = 1500 RPM
Ptotal (m.aire) Hv (m.aire) Paire (W) F(N) Peje (W) nv33.4166 33.8810 75.4646 6.1313 248.4784 0.303727.1299 28.5198 111.5436 6.6886 271.0673 0.411520.7799 23.2132 120.7962 6.9673 282.3618 0.427816.7294 19.8917 118.2640 7.1067 288.0090 0.410613.5650 17.3274 112.5205 7.2460 293.6563 0.383211.1178 15.3162 105.1480 7.2460 293.6563 0.35819.5777 13.9214 97.2347 7.3854 299.3035 0.32498.6495 13.2109 94.5891 7.3854 299.3035 0.31608.1432 12.8316 93.1608 7.5247 304.9507 0.30557.7635 12.5063 91.3314 7.6641 310.5980 0.2941
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Grafica Hv vs Q y líneas de isoeficiencia
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Grafica nv vs Q
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7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
Se observa que a medida que aumenta las rpm del ventilador, aumenta
la potencia del aire, el caudal.
También se observa que la tendencia de las curvas para cada tipo de
velocidad del ventilador, en general son ascendentes en función de la
altura (Hv).
Como era de esperarse, mientras variábamos la posición del cono de
regulación aumentando el caudal, la altura del ventilador disminuye para
cada RPM.
La eficiencia del ventilador no sobrepasa el 58%.
Al graficar las conchoides para cada isoeficiencia se observan que sus
tendencias se acercan a las curvas teóricas, es decir, mientras aumenta
la eficiencia se van cerrando las curvas.
Al medir la fuerza sobre el dinamómetro la medición no fue muy precisa
porque la aguja oscilaba mucho.
Se coloco el tubo de Pitot en la posición media del ducto para obtener la
máxima velocidad del flujo, para posteriormente hallar la velocidad
media
Para el cálculo de perdidas por accesorios se busco información sobre
codos y reductores para tomar un valor de K aceptable.
Para el cálculo de las perdidas por fricción en el ducto se entro a tablas
de materiales de plancha galvanizada para un diámetro de 12 pulg.
8.- BIBLIOGRAFIA:
1.- Manual de Laboratorio de Ingeniería Mecánica III………UNI-FIM
2.- Ventiladores y turbocompresores………………………....Masana
3.- Web: http:monografias.com/ventiladores centrífugos
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