TEMA: DISEÑO, CONSTRUCCION Y EVA EVALUACION DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA PARA VENTILADORES CENTRIFUGOS
1. DESCRIPCION DE LA MAQUINA Se define por ventilador una turbo !"uina para over aire # "ue utili$a un rodete %oo unidad ipul&ora. Un ventilador tiene al eno& una abertura de a&pira%i'n # una abertura de ipul&i'n. La& abertura& pueden tener o no eleento& para &u %one(i'n al %ondu%to de traba)o. La den&idad del aire e&t!ndar "ue oveo&* llaada den&idad del aire a la a&a por unidad de voluen* e& de 1.+ ,-/ 0al nivel del ar/.
Figura1.1. ventilador a(ial de %uatro paleta&.
Lo& ventiladore& pueden dividir&e dividir&e en do& -rande& -rupo& ventiladore& a(iale& o 2eli%oidale& 0fi-ura 1.1./ # ventiladore& radiale& o %entr3fu-o& 0fi-ura 1.+./. Lo& priero& lan$an el aire en dire%%i'n a(ial #* en lo& &e-undo&* la %orriente de aire &e e&table%e radialente a trav4& del rodete. 5an 5an a%%ionado& por po r edio de un otor el4%tri%o # la tran&i&i'n puede &er dire%ta o por edio de polea& # %orrea& trape$oidale&.
6i-ura 1.+. 5entilador entilador %entrifu-o. A &u ve$* lo& ventiladore& &e pueden %la&ifi%ar %onfore a/ b/ %/ d/
Al auent auentoo de pre&i'n pre&i'n "ue produ%e. produ%e. La fora de lo& alabe&. La di& di&po po&i &i%i %i'n 'n de lo& lo& alabe alabe&. &. A &u& diver&a diver&a&& apli% apli%a%i a%ione one&. &.
Lo& ventiladore& pueden dividir&e dividir&e en do& -rande& -rupo& ventiladore& a(iale& o 2eli%oidale& 0fi-ura 1.1./ # ventiladore& radiale& o %entr3fu-o& 0fi-ura 1.+./. Lo& priero& lan$an el aire en dire%%i'n a(ial #* en lo& &e-undo&* la %orriente de aire &e e&table%e radialente a trav4& del rodete. 5an 5an a%%ionado& por po r edio de un otor el4%tri%o # la tran&i&i'n puede &er dire%ta o por edio de polea& # %orrea& trape$oidale&.
6i-ura 1.+. 5entilador entilador %entrifu-o. A &u ve$* lo& ventiladore& &e pueden %la&ifi%ar %onfore a/ b/ %/ d/
Al auent auentoo de pre&i'n pre&i'n "ue produ%e. produ%e. La fora de lo& alabe&. La di& di&po po&i &i%i %i'n 'n de lo& lo& alabe alabe&. &. A &u& diver&a diver&a&& apli% apli%a%i a%ione one&. &.
En la tabla 1.1. Se puede deterinar el ventilador a utili$ar !& apropiado en ba&e a &u velo%idad e&pe%3fi%a n#.
Lo& ventiladore& tabi4n &e %ono%en %on el nobre de e(tra%tore&. La diferen%ia entre un ventilador # un e(tra%tor %on&i&te en "ue el priero de&%ar-a el aire o el fluido ven%iendo una %ierta pre&i'n en &u bo%a de &alida7 el &e-undo &a%a el aire o el fluido del re%into por a&pira%i'n # lo& de&%ar-a por una li-era pre&i'n. 8abla 8abla 1.1. 5ELOCIDADES ESPEC96ICAS PARA PARA LOS DI6EREN8ES 8IPOS DE 5EN8ILADORES. 8IPO DE 5EN8ILADOR 1. Ra Radial de alta pre&i'n. +. Radi Radial al de de pre&i pre&i'n 'n edi ediaa # ba)a ba)a a/ Con alabe& alabe& dobl doblado ado&& 2a%ia 2a%ia delant delante. e. b/ Con alabe& doblado& 2a%ia atr!&. :. Radiale& de doble entrada . A(iale& para alta& pre&ione&. ?. A(iale& %on alabe& tor%ido& plano&
n# 1: ; :< :< ; =< :< ; >< ?< ; =< =< @ 1+< 1+ < @ +< < +<< ; <<
+. PAR8ES PAR8ES PRINCIPALES PRINC IPALES DE UN 5EN8ILADOR 5EN8ILA DOR CEN8RI6UBO CEN8RI6 UBO
La e&tru%tura %on&tru%tiva de un ventilador %entr3fu-o eleental &e ue&tra en la fi-ura +.1.
6i-ura +.1. 5entilador %entrifu-o 01/ %ubo fundido* 0+/ di&%o prin%ipal* 0:/ paleta& de traba)o* 0/ di&%o delantero* 0?/ re)illa de paleta&* 0>/ &i&tea de a%%ionaiento* 0/ %uerpo* 0=/ ban%ada* 0/ %o)inete&* 01<;11/ brida& de fi)a%i'n.
RUEDA DE 8RAAFO La rueda de traba)o del ventilador 0fi-ura +.1./ %on&ta del %ubo fundido 01/* %on)u-ado r3-idaente %on el di&%o prin%ipal 0+/ # el di&%o delantero 0/. En la rueda de traba)o &e en%uentran in&talada& la& paleta& de traba)o 0:/ 0fi-ura +.+./.
6i-u 6i-ura ra+. +.+. +.
Rued Ru edaa de tra traba ba)o )o 01/ 01/ %ubo %ubo fun fundi dido do** 0+/ 0+/ di&% di&%oo
prin%ipal* 0:/ paleta& de traba)o* 0/ di&%o delantero. d elantero. PALE8AS DE 8RAAFO
La& paleta& de traba)o 0:/ &e fi)an al di&%o prin%ipal 0+/ # al di&%o delantero 0/* "ue -aranti$a la ri-ide$ ne%e&aria de la re)illa de paleta& 0?/ 0fi-ura +.1/
6i-ura +.:. Rodete de alabe& de %urvatura 2a%ia atr!&.
La& paleta& de traba)o 0alabe&/ del ventilador %entrifu-o pueden &er %urvada& 2a%ia atr!& 0fi-ura +.:./* 2a%ia adelante 0fi-ura +.=./ o re%ta& 0fi-ura +../ e& e&ta %urvatura la "ue
deterina la efi%ien%ia total de un ventilador* ientra& "ue el e&pe&or de e&ta& tabi4n influ#en* por ello aun"ue noralente lo& ventiladore& tienen e&pe&or %on&tante* e(i&ten alabe& de e&pe&or variable denoinado& aerodin!i%o&* "ue e)oran aun !& la efi%ien%ia 0fi-ura +.>/
6i-ura +.. Rodete de alabe& de %urvatura 2a%ia adelante* doble &u%%i'n.
6i-ura +.?. Rodete de alabe& re%to&.
6i-ura +.>. Rodete de alabe& aerodin!i%o&. EL CUERPO El %uerpo e&piral &irve para re%ibir el fluido del rodete de traba)o # para tran&forar la ener-3a din!i%a en ener-3a de pre&i'n %on el 3nio po&ible de p4rdida& 0fi-ura +.=./.
Lo& %uerpo& de lo& ventiladore& &e 2a%en e&pirale& de an%2ura %on&tante # &e perfilan &e-Gn la re-la del %uadrado a H A.
6i-ura +.=. Envuelta e&piral 01/ rueda de traba)o* 0+/ envuelta e&piral* 0:/ &e%%i'n de &alida* 0/ len-ua. Para elevar la efi%ien%ia del ventilador &e di&inu#e la 2ol-ura de r* pero por otro lado* al di&inuir di%2a 2ol-ura %re%e el nivel de ruido7 por lo tanto la rela%i'n entre la 2ol-ura # el di!etro e(terior del rodete debe &er a#or a <.+.
El %uerpo del ventilador &e fi)a a la ban%ada fundida o &oldada* &obre la %ual &e en%uentran lo& %o)inete&* &obre lo& %uale& de&%an&a el !rbol del ventilador %on la rueda de traba)o en%a)ada &obre 4l.
RIDAS DE 6IFACION Lo& eleento& 01
DISPOSI8I5O DE EN8RADA
Sirve para el &uini&tro del fluido 2a%ia el rodete de traba)o* %on el 3nio de perdida& # alta 2oo-eneidad del flu)o 0fi-ura+./
6i-ura +.. Di&po&itivo de entrada 01/ rodete de traba)o* 0+/ tubuladura de entrada* 0:/ %uerpo e&piral.
La tubuladura de entrada puede &er %il3ndri%a* %'ni%a* toroidal o %obinada fi-ura+.1<.
6i-ura +.1<. 8ipo& de tubuladura& de entrada 01/ %il3ndri%a&* 0+/ %'ni%a* 0:/ toroidal* 0* ?*>/ %obinada&.
La velo%idad del flu)o ala entrada peranente %on&tante o auenta debido a la di&inu%i'n del !rea de la tubuladura de entrada. La tubuladura prepara al flu)o para la entrada al rodete 0%abio de -iro/ &in produ%ir turbulen%ia& ni reolino&.
8IPOS DE INS8ALACION. La %obina%i'n del ventilador %on el a%%ionaiento &e reali$a %onfore a lo& e&"uea& de la fi-ura +.11.
6i-ura +.11 Reali$a%i'n %on&tru%tiva de la in&tala%i'n del ventilador.
: PAR8ES PRINCIPALES DE UN ANCO DE PRUEAS Lo& eleento& "ue %oponen la e&tru%tura %on&tru%tiva de un ban%o de prueba& &e ue&tra en la fi-ura +.1+.
6i-ura +.1+ E&"uea del ban%o de prueba& 0A/ tubuladura de entrada* 0/ ventilador* 0C/ otor el4%tri%o* 0D/ e&tran-ulador* 0E/ %ondu%to de &alida* 06/ i%ro an'etro&* 0B/ &i&tea de %ontrol de velo%idad. A/ 8UULADURA DE EN8RADA Se llaa tubuladura de entrada a la parte de la %avidad %ondu%tora de la a"uina* "ue &uini&tra el fluido "ue &e tra&lada al orifi%io de entrada de la rueda de traba)o. El %ondu%to de alienta%i'n de e&tru%tura %orre%ta debe propor%ionar una di&tribu%i'n unifore de &ietr3a a(ial por la &e%%i'n de entrada de la rueda de traba)o. La e&tru%tura del %ondu%to de alienta%i'n # la po&i%i'n del orifi%io de adi&i'n del i&o deben una %on)u-a%i'n %'oda de la a"uina %on la tuber3a de a&pira%i'n. / 5EN8ILADOR
Se define por ventilador a una turbo !"uina para over aire # "ue utili$a un rodete %oo unidad ipul&ora lo%ali$ado en una %ar%a&a. Un ventilador tiene al eno& una abertura de a&pira%i'n # una abertura de ipul&i'n.
C/ MO8OR ELEC8RICO El ventilador e& a%%ionado por un otor el4%tri%o el %ual puede e&tar %one%tado dire%taente al e)e del ventilador o ediante polea& de a%%ionaiento 0fi-ura +.1+./ El otor el4%tri%o e& una a"uina utili$ada para tran&forar ener-3a el4%tri%a en ener-3a e%!ni%a. Son lo& otore& !& utili$ado& en la indu&tria* pue& %obina la& venta)a& del u&o de la ener-3a el4%tri%a 0ba)o %o&to* fa%ilidad de tran&porte* lipie$a # %opli%idad de la pue&ta en ar%2a* et%./* %on una %on&tru%%i'n relativaente &iple* %o&to redu%ido # buena adapta%i'n a lo& !& diver&o& tipo& de %ar-a. De a%uerdo a la fuente de ten&i'n "ue aliente al otor* podeo& reali$ar la &i-uiente %la&ifi%a%i'n
-
M!r"# $" %rri"&!"# %&!i&'a. Se utili$an en lo& %a&o& en lo& "ue e& de iportan%ia el poder re-ular %ontinuaente la velo%idad del e)e # en a"uello& %a&o& en lo& "ue &e ne%e&ita de un tor"ue de arran"ue ba&tante elevado. Para fun%ionar* el otor de %orriente %ontinua o dire%ta pre%i&a de do& %ir%uito& el4%tri%o& el %ir%uito de %apo a-n4ti%o # el %ir%uito de la aradura 0fi-ura +.1:./
-
6i-ura +.1:. Capo 0C1 C+/ # aradura 0a1 a+/. M!r"# $" %rri"&!" a(!"r&a a)o el titulo de otore& de %orriente alterna podeo& reunir a lo& do& &i-uiente& tipo& de otor M!r #)&%r& E&te otor tiene la %ara%ter3&ti%a de "ue &u velo%idad de -iro e& dire%taente propor%ional a la fre%uen%ia de la red de %orriente alterna "ue lo alienta. Por e)eplo* &i la fre%uen%ia e& de >< $* &i el otor e& de do& polo&* -ira a :><< rp7 &i e& de %uatro polo& -ira a 1=<< rp. J a&3 &u%e&ivaente. E&te otor o -ira a la velo%idad %on&tante dada por la fuente o* &i la %ar-a e& e(%e&iva* &e detiene. La e%ua%i'n %ara%ter3&ti%a de e&ta !"uina e& n H 1+< ( fP donde& e& la velo%idad en rp. Del e)e* * e& la fre%uen%ia en $ de la fuente de %orriente alterna en la aradura # P e& el nuero de polo& del %apo a-n4ti%o 0nuero par/. El otor &3n%rono e& utili$ado en a"uello& %a&o& en lo& "ue &e de&ea velo%idad %on&tante. En nue&tro edio* &u& apli%a%ione& &on 3nia& # %a&i &iepre e&t!n rela%ionada& %on &i&tea& de re-ula%i'n # %ontrol* a& no %on la tran&i&i'n de poten%ia& elevada&. M!r A#)&%r& $" i&$u%%i+&
Ca&i la totalidad de ener-3a el4%tri%a %on&uida por la indu&tria* para alientar otore&* e&t! dedi%ada a lo& otore& a&3n%rono&. E&to& otore& tienen la pe%uliaridad de "ue no pre%i&an de un %apo a-neti%o alientado %on %orriente %ontinua %oo en lo& %a&o& del otor de %orriente %ontinua o del otor &3n%rono. De a%uerdo a la fora de %on&tru%%i'n del rotor* lo& otore& a&3n%rono& &e %la&ifi%an en M!r a#)&%r& $" r!r i&a$: Se utili$a en a"uello& %a&o& en lo& "ue la tran&i&i'n de poten%ia e& dea&iado elevada # e& ne%e&ario redu%ir la& %orriente& de arran"ue.
M!r a#)&%r& !i au(a $" ar$i((a: E& %on&iderado el otor ale%tri%o por e(%elen%ia. E& el otor relativaente a& barato* efi%iente* %opa%to # de f!%il %on&tru%%i'n # anteniiento. D/ ES8RANBULADOR El e&tran-ulador e& el eleento del ban%o "ue perite variar el %audal de aire en fora %ontrolada de&pla$ando di%2o re-ulador a po&i%ione& di&tinta& de a%uerdo a la& %ondi%ione& ne%e&aria& para %ada en&a#o* perite auentar o di&inuir la re&i&ten%ia al flu)o* &iulando diferente& %ondi%ione& del &i&tea.
E/ CONDUC8O DE SALIDA Se llaa %ondu%to de de&%ar-a a la parte de la %avidad %ondu%tora de la a"uina "ue re%ibe el fluido "ue &e tra&lada de&de la rueda de traba)o.
E&ta toa la fora "ue re&ulta de la %ar%a&a "ue %ontiene al ventilador %entrifu-oala &alida del flu)o de alto verti%al # an%2o 2ori$ontal por"ue -enera* obviaente* a#or efi%ien%ia para la &alida del flu)o. De &er po&ible* rear%areo& "ue -eneralente &e re%oienda di&eKar tubuladura& de &e%%i'n %uadrada. 6/ MICROMANOME8RO Cuando la pre&i'n edida e& u# pe"ueKa* por e)eplo* eno& de 1<< il3etro& de %oluna li"uida e& pre%i&o utili$ar un i%roanoetro. Di%2o& in&truento& &on de pre%i&i'n # no& periten reali$ar la toa de edida& de pre&ione& pe"ueKa&. B/ 5ARIADOR DE 5ELOCIDAD La varia%i'n de velo%idad del ventilador &e puede reali$ar por edio de polea& # fa)a& a trav4& de un %ir%uito ele%tr'ni%o %on el %ual &e lo-ra la varia%i'n de la& rp del otor el4%tri%o. En el %a&o de optar por un %ir%uito ele%tr'ni%o* para lo-rar la varia%i'n de la& rp* &e deber! tener en %uenta "ue e&te debe e&tar %on&tituido por un tran&forador* una fuente e&tabili$ada* un dete%tor de pa&o por %ero* un inte-rador* un %oparador* un aplifi%ador* un tran&forador de pul&o& # un tiri&tor 0fi-ura +.1/
6i-ura +.1. Dia-raa de blo"ue& de la tar)eta de %ontrol
Ti# $" i&#!a(a%i+& Lo& tipo& de in&tala%i'n difieren en la di&po&i%i'n de lo& du%to& de aire a lo& %uale& va a &er %one%tado el ventilador para el en&a#o* en la& edida& a &er toada&* en lo& %!l%ulo& a &er reali$ado& a partir de e&to& dato& # aun en la deterina%i'n de la& %antidade& a &er %anali$ado& a partir del en&a#o. E&to& tipo& pueden &er 8ipo A 8ipo 8ipo C 8ipo D
In&tala%i'n %on la entrada libre # la &alida libre. In&tala%i'n %on la entrada libre # du%to a la &alida. In&tala%i'n %on du%to a la entrada # la &alida libre. In&tala%i'n %on du%to tanto a la entrada %oo a la &alida.
La& diferen%ia& &on &i-nifi%ativa&. Para un i&o ventilador en&a#ado por diferente& 4todo&* &e puede ob&ervar di&%repan%ia& en &u %oportaiento # efi%ien%ia del orden del ? # aun 1< . Sin ebar-o no &iepre &e lle-a a e&ta& diferen%ia&. Para %oparar el fun%ionaiento de do& ventiladore& &e debe &e-uir el i&o 4todo. COMPOR8AMIEN8O DE LA PRESION EN LA INS8ALACION
Debido a "ue &e %uenta %on do& punto& de edi%i'n de pre&i'n* &e puede avaluar la %urva de pre&ione& e&t!ti%a& # totale& %u#a tenden%ia &e ue&tra en la fi-ura +.1?* faltando un punto "ue debe &er ubi%ado en el ventilador.
Para toda edi%i'n &e puede reali$ar la %urva de varia%i'n de la& pre&ione& %olo%ando la perdida de&de la toa 2a%ia el ventilador 0en la adi&i'n/.
6i-ura +.1?. Brafi%o de la& pre&ione& en la in&tala%i'n. CUR5AS CARAC8ERIS8ICAS
Se llaa %urva& %ara%ter3&ti%a& de lo& ventiladore& a la& -rafi%a& de la& altura& de pre&i'n* poten%ia al e)e # de la efi%ien%ia en fun%i'n del %audal volu4tri%o 0fi-ura+.1>/.
6i-ura +.1>. Curva& %ara%ter3&ti%a& de un ventilador para rpH %te.
PRACTICA N/ 1 RECONOCIMIENTO DEL E0UIPO, ACCESORIOS Y FUNCIONAMIENTO DEL MODULO 1. OBETIVOS
;
Re%ono%er lo& %oponente& # el e"uipo prin%ipal* a&i %oo deterinar &u&
;
%ara%ter3&ti%a& de opera%i'n. Re%ono%er lo& a%%e&orio& prin%ipale& "ue 2a# en el odulo* # deterinar &u&
par!etro& de fun%ionaiento. ; Re%ono%er la& fun%ione& del odulo # deterinar el fun%ionaiento del e"uipo.
2. RECOMENDACIONES ; Utili$ar lo& eleento& de prote%%i'n per&onal ne%e&ario& %oo lente&* ;
-uante& # $apato& de &e-uridad. Ob&ervar la& %ara%ter3&ti%a& del odulo al oento de in-re&ar ala rea del
; ;
traba)o. 8oar la a#or %antidad de dato& vi&ible& del e"uipo # &u& %oponente& 8ener pre%au%i'n %on la& l3nea& de ele%tri%idad* a-ua # di&tin-uirla&* a&3 %oo la alienta%i'n de ener-3a el4%tri%a del ban%o de prueba& para
ventiladore& %entr3fu-o&. 3. PROCEDIMIENTO E4PERIMENTAL ; Deterinar ediante la ob&erva%i'n detallada el tipo de e"uipo a&3 %oo el tipo de ventilador %entr3fu-o "ue po&ee* an!li&i& de &u& re&pe%tivo& 0ane(o&/* prin%ipale& %ara%ter3&ti%a& de %on&tru%%i'n # toa de dato& de pla%a. ; Ob&ervar # deterinar lo& par!etro& de opera%i'n del ter'etro ; Ob&ervar # deterinar lo& par!etro& de opera%i'n de lo& an'etro& ; Ob&ervar el ban%o de prueba& # deterinar de "u4 tipo e& el ventilador* pro%eder a un an!li&i& de &u fun%ionaiento. ; Ob&ervar lo& par!etro& de fun%ionaiento del ventilador %entrifu-o a&i ;
%oo la toa de dato& Revi&i'n del &i&tea del ventilador %entrifu-o. 1. 5erifi%ar el %orre%to aba&te%iiento de ener-3a el4%tri%a +. 5erifi%ar "ue la v!lvula de de&%ar-a de flu)o e&te %errada :. 5erifi%ar "ue el &i&tea e&te debidaente %alibrado . 5erifi%ar "ue el ban%o de prueba para ventiladore& %entr3fu-o& ten-a el nivel de flu)o ade%uado para evitar la &u%%i'n del &i&tea.
5. CUESTIONARIO 1. a%er un li&tado de lo& prin%ipale& %oponente& del odulo # 2a%er una -rafi%a.
+. Qu4 tipo& de ventiladore& %entr3fu-o& 2a# en el odulo* %u!le& &on &u& dato& de pla%a # %u!le& &on &u& prin%ipale& %ara%ter3&ti%a& de opera%i'n :. Cu!l e& el tipo de i%roanoetro utili$ado* %u!le& &on &u& dato& # %u!le& &on &u& prin%ipale& %ara%ter3&ti%a& de opera%i'n . Cu!le& &on lo& in&truento& de edi%i'n in&talado& de "ue tipo &on # %uale& &on &u& ran-o& 6. CONCLUSIONES E&%riba en fora %lara # %on%i&a
PRACTICA N7 2 ES0UEMA DE INSTALACI8N DE UN VENTILADOR CENTR9FUGO
DESCRIPCI8N DEL E0UIPO Y ES0UEMA DE LA INSTALACI8N
La in&tala%i'n en la "ue &e lleva a %abo e&ta pr!%ti%a e& un ban%o de en&a#o& preparado para fine& do%ente&* "ue e&t! inte-rado fundaentalente por un ventilador %entr3fu-o* "ue &er! en&a#ado* tuber3a de a&pira%i'n # de&%ar-a # vario& &en&ore& de edida.
1. a&tidor +. 5entilador %entr3fu-o %on !labe& 2a%ia atr!& :. Sen&or de pre&i'n 0para la edida del %audal/ . Sen&or de teperatura ?. Sen&or de pre&i'n diferen%ial > # . Sen&or de velo%idad del ventilador =. 5!lvula de aripo&a en la tuber3a de &alida para re-ular el %audal (Diámetro de la tubería de aspiración: 122 mm Diámetro de la tubería de impulsión: 100 mm) Objetivos. Lo& ob)etivo& de e&ta pr!%ti%a &on
1. Deterinar la %urva otri$ del ventilador para varia& velo%idade& del otor Introducción teórica. Un ventilador %entr3fu-o %on&i&te en un rotor en%errado en una
envolvente en fora de e&piral. El aire entra a trav4& del %ondu%to 2ori$ontal* en &entido paralelo al e)e del ventilador* &u%%ionado por el rotor. El aire e& ipul&ado por el rotor # re%o-ido por la
envolvente de de&%ar-a 2a&ta el %ondu%to verti%al de &alida. Lo& rotore& pueden di&poner de !labe& %urvado& 2a%ia delante o 2a%ia atr!&
1. A&pira%i'n +. Rotor del ventilador 0el aire auenta &u velo%idad/ :. Car%a&a 0el aire &e de%elera tran&for!ndo&e &u ener-3a %in4ti%a en ener-3a de pre&i'n/ . Ipul&i'n. La %urva otri$ de un ventilador rela%iona la ener-3a Gtil entre-ada por el ventilador al fluido* H 2 b*u# el %audal "ue ipul&a. Para deterinar e&ta& variable& &e eplean la& &i-uiente& e%ua%ione&
Donde 2 b*ue& la ener-3a Gtil en fora de altura "ue aporta el ventilador al fluido edida en * # b*ue& la poten%ia Gtil entre-ada por el ventilador al fluido. El rendiiento total de un ventilador &e ide %on el %o%iente entre la poten%ia Gtil entre-ada
Por el ventilador al fluido # la poten%ia el4%tri%a %on&uida por el otor el4%tri%o
La %urva re&i&tente de una in&tala%i'n repre&enta la ener-3a re"uerida por el fluido para %ir%ular por la in&tala%i'n ven%iendo la& p4rdida& de %ar-a a#ore& # enore& del %ir%uito. La deterina%i'n de la& p4rdida& de %ar-a a#ore& en tuber3a& &e reali$a epleando la& e%ua%ione&
Para la& p4rdida& enore& en lo& a%%e&orio& de la in&tala%i'n &e eplea la e%ua%i'n
Mtodo e!perimental . A %ontinua%i'n &e detallan lo& pa&o& a &e-uir para re&olver la
pr!%ti%a. 8odo& lo& %!l%ulo& # re&ultado& &e entre-ar!n en un Gni%o ar%2ivo del pro-raa EES. 1. Obtención de la curva motri" del ventilador co n álabes curvados #acia atrás
Para obtener la %urva otri$ del ventilador &e reali$ar!n varia& edida&* a %ontinua%i'n &e detallan lo& pa&o& a &e-uir. Ante& de arran%ar el ventilador* &e reali$ar!n la& &i-uiente& %oproba%ione& a. 5!lvula de aripo&a abierta
Se %one%tar! el ventilador # &e arran%ar! &uaveente auentando el nGero de rp. Se
e&perar! 2a&ta "ue &e e&tabili%e el %audal.
Se fi)ar! un nGero de revolu%ione& por inuto ini%ial para epe$ar a edir 0a partir de
1<< rp/.
8oa de dato&
a. Se %oen$ar!n a 2a%er la& edida& %on la v!lvula de aripo&a abierta. b. Se toar! el valor de %audal a la entrada de la tuber3a de a&pira%i'n en el ordenador # &e %al%ular! la pre&i'n "ue debe e&tar idiendo el &en&or a la entrada de la tuber3a de a&pira%i'n 0a&uiendo un flu)o &in p4rdida& entre el abiente # la &e%%i'n de entrada del ventilador. El aire en el abiente &e %on&idera en repo&o/. %. Se toar!n edida& de la pre&i'n diferen%ial del aire a la entrada # a la &alida del ventilador. Apli%ando la e%ua%i'n de %on&erva%i'n de la ener-3a obtener la altura Gtil del ventilador* la poten%ia &uini&trada # el rendiiento. d. Se toar!n dato& de la poten%ia el4%tri%a para poder %al%ular el rendiiento.
e. La v!lvula de aripo&a &e ir! %errando para odifi%ar el %audal. Se toar!n dato& de edida en al eno& 1< po&i%ione& di&tinta&.
Lo& anteriore& apartado& &e reali$ar!n para ? valore& de rpm di&tinto&.
Se toar!n lo& i&o& dato& del apartado anterior para %al%ular la %urva otri$ del
ventilador a ba)a velo%idad a)u&tando para %ada po&i%i'n de la v!lvula aripo&a la& rp del ventilador 0ver tabla +/
Lo& dato& obtenido& &e llevar!n a una tabla para4tri%a en el EES # &e reali$ar!n lo&
%!l%ulo& ne%e&ario& de altura* poten%ia # rendiiento del ventilador 0ver introdu%%i'n te'ri%a/. Se reali$ar!n ? -r!fi%a& en una i&a ventana %on lo& dato& de la tabla 1 # una nueva -r!fi%a %on lo& dato& de la tabla +.
Se repre&entar!n -r!fi%aente lo& dato& obtenido& # &e a)u&tar!n a una e(pre&i'n del tipo
otri$ H a b5+.
Se obtendr! la %urva %ara%ter3&ti%a del ventilador traba)ando a di&tinta& rpm$ La& %urva&
deber!n &er repre&entada& en un Gni%o -r!fi%o en el pro-raa EES.
Repre&entar tabi4n* para %ada rp* la& %urva& de poten%ia el4%tri%a %on&uida # la&
%urva& de rendiiento total del ventilador.
PRAC8ICA N : ANCO DE ENSAJO DE 5EN8ILADORES REQUISI8OS PARA LA REALIACITN DE LA PRC8ICA El aluno debe di&poner de bol3-rafo o l!pi$* papel # %al%uladora en el laboratorio. E& ne%e&ario 2aber e&tudiado previaente la pr!%ti%a* en e&pe%ial la introdu%%i'n te'ri%a # la de&%rip%i'n de la in&tala%i'n. DE6INICION 8EORICA Un ventilador puede definir&e %oo una !"uina 2idr!uli%a ipul&ora para -a&e&. Si el %abio en la den&idad del -a& al atrave&ar la !"uina e& pe"ueKo 0lo "ue o%urre %uando el &alto de pre&i'n* D % * e& tabi4n pe"ueKo/* la teor3a de&arrollada para !"uina& 2idr!uli%a& &er! perfe%taente v!lida para el e&tudio de lo& ventiladore&. En -eneral para &alto& de pre&i'n inferiore& a :<< .%.a. 0il3etro& de %oluna de a-ua/ e& de%ir uno& :<<< Pa* &e 2abla de ventiladore& # para &alto& de pre&i'n &uperiore& a 1<<< .%.a 01< Pa/ &e 2abla de turbo%opre&ore&. A &u ve$* pueden di&tin-uir&e ventiladore& de V a)a pre&i'n D % W 1<< .%.a V Media pre&i'n D % entre 1<< .%.a. # :<< .%.a V Alta pre&i'n D % entre :<< .%.a. # 1<<< .%.a Atendiendo a la -eoetr3a # evolu%i'n del flu)o dentro de la !"uina &e pueden di&tin-uir V 5entiladore& %entr3fu-o& De flu)o radial* &uelen propor%ionar &alto& de pre&i'n edio& o alto& # %audale& ba)o&. V 5entiladore& a(iale& Para %audale& !& elevado&* propor%ionan &alto& de pre&i'n ba)o&. V 5entiladore& tan-en%iale& Coparten %ara%ter3&ti%a& de la& !"uina& de de&pla$aiento po&itivo # de lo& ventiladore& %entr3fu-o&. Cuando &e traba)a %on ventiladore& e& u&ual de&%ribir &u fun%ionaiento en t4rino& del &alto de pre&i'n total* D % * en lu-ar de altura de ipul&i'n* * %oo fun%i'n del %audal* Q. La rela%i'n entre el &alto de pre&i'n total # la altura de ipul&i'n e& obviaente D % H r&' &iendor la den&idad del -a& ipul&ado 0en el %a&o del aire pH1*+ ,-r: en %ondi%ione& e&t!ndar
o abiente/. La& %urva& %ara%ter3&ti%a& de un ventilador &on &iilare& a la& de una boba pero &e &uelen e(pre&ar %oo D % en fun%i'n de Q. Su fora depende* al i-ual "ue en la& boba&* fundaentalente del tipo de !"uina # del di&eKo del a%tuador o rodete. E& ba&tante fre%uente "ue lo& ventiladore& %entr3fu-o& de alta pre&i'n pre&enten una %urva %ara%ter3&ti%a %on fora de &illa 0un 3nio relativo/* !& t3pi%o de di&eKo& a(iale&* debido al epleo de !labe& %urvado& 2a%ia adelante. Una %urva %ara%ter3&ti%a de e&te tipo &e ue&tra en la fi-ura 1.
Una parte %on&iderable de la pre&i'n &uini&trada por el ventilador lo e& en fora de pre&i'n din!i%a* Pd* #a "ue la velo%idad de &alida del fluido &uele &er !& alta "ue en el %a&o de boba&. De fora "ue el &alto de pre&i'n total propor%ionado por el ventilador e& la &ua del &alto de pre&i'n din!i%a !& el &alto de pre&i'n e&t!ti%a D % H D % D % e En el %a&o de una in&tala%i'n en la "ue el ventilador a&pira de la at'&fera e ipul&a aire a trav4& de un %ondu%to %oo indi%a la fi-ura + &e pueden %al%ular f!%ilente lo& &alto& de pre&i'n e&t!ti%a # din!i%a.
Apli%ando la e%ua%i'n de la ener-3a entre la entrada # la &alida &e tiene para el in%reento de Ener-3a o pre&i'n total a trav4& del ventilador
XP H
(
∆ P= P +
1 2
⍴v
2
+⍴
) (
gz S − P +
1 2
⍴v
2
+⍴
)
gz E
donde el &ub3ndi%e S %orre&ponde a la &alida # E a la entrada. Se debe tener en %uenta "ue la& %ota& de entrada # &alida &on la& i&a& 0 " H " /. Ade!&* la velo%idad del aire a-ua& arriba de la a&pira%i'n* donde &e tiene la pre&i'n ato&f4ri%a* e& %ero. Por tanto
∆ P= Ps − Patm +
1 2
vs ⍴
H XPe XPd
&
Coo &e ve* en una %onfi-ura%i'n %oo la indi%ada* el &alto en la pre&i'n e&t!ti%a &e %orre&ponde %on el valor de la pre&i'n ano4tri%a en &alida deY ventilador* # el &alto en la pre&i'n din!i%a %on la ener-3a %in4ti%a deY flu)o a la &alida 0&upondreo& un perfil de velo%idade& unifore/
XPd H
1 2
⍴&v&+
XPe H P& ; Pat La dependen%ia de la& pre&ione& din!i%a # e&t!ti%a en fun%i'n M %audal tiene una fora %oo la Indi%ada en la fi-ura :
Rela%ione& Adien&ionale&
El an!li&i& dien&ional propor%iona lo& &i-uiente& par!etro& adien&ionale& %orre&pondiente& al inter%abio ener-4ti%o en un ventilador
donde Q e& el %audal* N e& el nGero de vuelta& por &e-undo a la& "ue -ira el rodete # D e& el di!etro del rodete. En -eneral* en ventiladore& no &e utili$a el par!etro de altura de ipul&i'n ' P #a "ue tapo%o &e utili$a la altura %oo variable. Se 2a in%luido a"u3 %on el Gni%o fin de rear%ar la diferen%ia %on el par!etro de 0&alto/ de pre&i'n* % P "ue e& el %oGnente utili$ado en ventiladore&. N'te&e "ue la Gni%a diferen%ia entre abo& e& la den&idad del -a& "ue apare%e en el denoinador del par!etro de pre&i'n. Re&pe%to a e&te Gltio* debe notar&e "ue la f'rula e(pre&ada vale tanto para la pre&i'n e&t!ti%a* la din!i%a # la total propor%ionada por el ventilador.
Descripción de la instalación La in&tala%i'n %opleta de en&a#o %on&ta de un ventilador %entr3fu-o de edia pre&i'n ar%a SODECA odelo CMA ?+= +8;1. La velo%idad de a%%ionaiento e& variable ediante un %onvertidor de fre%uen%ia. La& %ondi%ione& de traba)o noinale& &uini&trada& por el fabri%ante &e detallan a %ontinua%i'n
Temperatura: 20 ºC Presión atmosférica: 760 mm Hg Densidad del aire: .20!6 "g#m$ %elocidad de giro: 27&0 rpm Caudal m'(imo: 0.$!7 m$#s
Presión est'tica m'(ima: &0 mmHg Di'metro rodete: 26$ mm
)igura !: *s+uema de la instalación
*l ,entilador est' conectado al resto de la instalación a tra,és de una reducción de di'metro con la conducción +ue soporta toda la instrumentación- de di'metro interno D/$-6 mm. a disposición de la instrumentación 1tuos de Pitot- manómetros etc ... 3 est' reali4ada respetando las distancias recomendadas por la normati,a espa5ola * 00 8 22#2$#2! 9 0 +ue regula el ensa;o de ,entiladores. n es+uema de la instalación se muestra en la figura !. *n cuanto a los instrumentos de medida regulación ; acondicionamiento < flu=ose dispone a partir de la oca < ,entilador de un panel de nido de ae=a de aluminio- tuo de Pitot,entur>metro- ,'l,ula de regulación de mariposa- deri,ación con ,'l,ula de salida- tuo de Pitot ; placa de orificio. Dependiendo de las circunstancias puede ocurrir +ue no todos los elementos estén montados en la
instalación. *l ?nico fin del panel de nido de ae=a es la regulari4ación del flu=o a la salida del ,entilador ; disminuir- al menos en parte- la turulencia de remolinos m's grandes.
@*ABACB D* A P@ECTBCA FG*TB%F: *l o=eti,o fundamental de esta pr'ctica consiste en otener la cur,a caracter>stica del ,entilador ; comproar los efectos de escala mediante el ensa;o a dos ,elocidades de accionamiento diferentes. Para ello primero deer' familiari4arse con la instalación ; los diferentes instrumentos de medida. a instrumentación de la instalación puede sufrir ,ariaciones- pero siempre ser' posile reali4ar el ensa;o utili4ando un sólo tuo de Pitot con el +ue se puede medir el caudal ; la presión est'tica en el conducto de impulsión. )A
de Pitot re+uiere la reali4ación de un sondeo en el conducto- es decir tomar medidas de la ,elocidad local en al menos 0 puntos a lo largo de un di'metro del conducto. Como se precisa medir el caudal para ,arios puntos de funcionamiento este procedimiento alargar>a innecesariamente la pr'ctica. Para e,itar reali4ar un sondeo con el tuo de Pitot para cada ,alor del caudal se reali4ar' primero una correlación del caudal circulante con el ,alor de la ,elocidad local en el centro del conducto. Para ello se proceder' como sigue: . Arran+ue el ,entilador. Cuando Ja;a alcan4ado la ,elocidad de régimen nominal 2&00rprn disponga la ,'l,ula de regulación completamente aierta. *l funcionamiento del ,entilador con la ,'l,ula de regulación totalmente aierta se conoce como funcionamiento a Escape Libre.
2. @ealice un sondeo de la ,elocidad en el interior del tuo de acuerdo con lo e(plicado en la sección anterior ; ,a;a rellenando la tala de la Jo=a de respuestas. $.
indicador del transductor de presión o- si éste no est' disponile- de la salida de presión est'tica del tuo de Pitot. !.
v =α v
6. @ealice el c'lculo de la presión din'mica correspondiente a la ,elocidad media dentro del tuoPd: 7. + 1 + d media % = ρ v. *n general diferir' ligeramente de la proporcionada por el tuo de Pitot- ;a +ue éste proporciona la presión din'mica correspondiente a la ,elocidad en el centro del tuo. &. @ellene el resto de las casillas de esa l>nea de la tala. . le,e la ,'l,ula de mariposa a una posición de ma;or apertura. 0.%a;a al punto n?mero $- es decir mida la nue,a presión est'tica- la ,elocidadel caudal- etc. .@epita el proceso al menos 0 ,eces para otener al menos 0 puntos de la cur,a de funcionamiento del ,entilador. 2. Diu=e la gr'fica de la cur,a caracter>stica. $.! *nsa;o del ,entilador a ,elocidad reducida 0-& nominalIe repetir' el ensa;o efectuado en el punto $.$ tras Jaer a=ustado la ,elocidad de accionamiento a 0-& ,eces la ,elocidad nominal- es decir- 22!0 rpm. Ie rellenar' la tala correspondiente ; se tra4ar' la gr'fica de la cur,a caracter>stica en la misma gr'fica +ue a ,elocidad nominal. $./ *stimación de los efectos de escala na ,e4 otenidas las cur,as caracter>sticas PresiónMTotal 9 Caudal para las dos ,elocidades de accionamiento indicadas se otendr'n para amos casos las cur,as en ,ariales adimensionales ; se diu=ar'n en la misma gr'fica. Amas cur,as deen ser seme=antes. *s decir- deen aparecer superpuestas. CUESTIONARIO Ftención de una correlación entre el caudal ; la ,elocidad m'(ima
L#D 0-0
φ 1mm3
Jd1mm.c.a.3
v
1m#s3
0-077 0-/$ 0.27 0-$6 0-6$ 0-7&$ 0-&!7 0-2$ 0-& 0-/
. Calcular la ,elocidad media ; el coeficiente alfa. 2. Diu=ar el perfil de ,elocidades ,1(#D3. NIe parece m's a un flu=o laminar o turulentoO $. *l l>+uido ro=o del manómetro- Nes m's o menos denso +ue el aguaO NPor +ué se utili4a un 4. l>+uido con esta propiedadO
; ; ; ; ; ; ; ;
*IAKF D* %*TBADF@ A %*FCBDAD F
*IAKF D* %*TBADF@ A %*FCBDAD 0.& %*C*I A F
*)*CTFI D* *ICAA @ellenar la siguiente tala ; representar gr'ficamente * Π frente a % Π . Poner amas cur,as en una misma gr'fica. A la ,ista de la gr'fica- Nse podr>a decir +ue e(iste seme=an4a al camiar de ,elocidad de giroO
PRACTICA N7 5
CURVAS CARACTER9STICAS DE UN VENTILADOR CENTR9FUGO
DESCRIPCI8N DEL E0UIPO Y ES0UEMA DE LA INSTALACI8N 1. OBJETO DE LA PRÁCTICA
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
Lo& ventiladore& &on turbo!"uina&rotodin!i%a& e"uivalente& a la& boba& %on la parti%ularidad de "ue tran&fieren ener-3a a un -a&* t3pi%aente aire. Aun"ue lo& -a&e& &on f!%ilente %opre&ible&* la& velo%idade& de pa&o # lo& %abio& de pre&i'n 2abido& a trav4& de lo& ventiladore& &on lo ba&tante pe"ueKo& %oo para no afe%tar &i-nifi%ativaente a la den&idad* # t3pi%aente &e %on&idera "ue el flu)o e& in%opre&ible. Al i-ual "ue la& boba& %entr3fu-a&* lo& ventiladore& %entr3fu-o& tabi4n %uentan %on un rodete "ue a&pira el -a& en la dire%%i'n a(ial # lo ipul&a radialente 2a%ia la &alida* por la periferia del rodete* donde e& re%o-ido por la voluta # finalente diri-ido 2a%ia la &alida de la !"uina. Coo la& boba&* la ener-3a e&pe%3fi%a "ue un ventilador puede tran&itir al -a& e& dependiente de la %antidad de -a& %ir%ulante por unidad de tiepo* "ue en -eneral puede o&%ilar de&de < 2a&ta un valor !(io. En el %a&o de lo& ventiladore& e&a ener-3a e&pe%3fi%a &e &uele e(pre&ar en t4rino& de ener-3a por unidad de voluen de fluido* e& de%ir* en unidade& de pre&i'n* de&i-n!ndo&e a di%2a ener-3a e&pe%3fi%a %oo presión total del ventilador . Por otro lado tabi4n la ener-3a %on&uida por el ventilador # &u rendiiento &on fun%i'n del %audal en %ir%ula%i'n. La repre&enta%i'n -r!fi%a de la pre&i'n total* la poten%ia %on&uida # el rendiiento en fun%i'n del %audal %on&titu#en la& llaada& %urva& %ara%ter3&ti%a& del ventilador* # &uelen &er aportada& por lo& fabri%ante& en &u& %at!lo-o&* pue& reGnen la infora%i'n b!&i%a para deterinar la& a-nitude& de opera%i'n de la !"uina en una deterinada in&tala%i'n. En e&ta pr!%ti%a &e obtendr!n e(perientalente la& %urva& %ara%ter3&ti%a& de fun%ionaiento de un ventilador %entr3fu-o %onven%ional* en el ban%o de en&a#o di&ponible en el laboratorio del rea de Me%!ni%a de 6luido&. Lo& ob)etivo& %on%reto& de la pr!%ti%a &on pue& − Obten%i'n de la %urva de pre&i'n total en fun%i'n del %audal.
− Obten%i'n de la %urva de la poten%ia %on&uida en fun%i'n del %audal. − Obten%i'n de la %urva de rendiiento del ventilador en fun%i'n del %audal. − Deterina%i'n de la velo%idad e&pe%3fi%a del ventilador.
2. INTALACI!N" #EDIDA $ CÁLC%LO
a pr'ctica se lle,ar' a cao en un anco de ensa;os para ,entiladores centr>fugos construido seg?n normas GritisJ Itandard. Ie trata de una instalación de tipo Gcaracteri4ada por tener la aspiración lire ; la impulsión entuada. *n la figura se representa un es+uema de este anco de ensa;os. G'sicamente consta de un conducto de !00 mm de di'metro en el +ue est'n dispuestos los diferentes instrumentos de medida. *n la parte final del conducto se Ja colocado una terminación anecoica con e(pansión escalonada- +ue permitir>a la reali4ación de medidas ac?sticas en caso necesario. a regulación del caudal se reali4a mediante un cono coa(ial instalado al final del conducto+ue puede despla4arse a(ialmente imponiendo pues una pérdida de carga ,ariale- a la manera de una ,'l,ula de apertura o cierre parcial.
)igura . *s+uema del anco de ensa;os os tramos +ue forman el anco de ensa;os son: −Tramo : transición entre la sección rectangular de salida del ,entilador ; los conductos circulares del anco de ensa;os. −Tramo 2: conducto intermedio sin ninguna función espec>fica. −Tramo $: endere4ador de flu=o normali4ado- formado por ocJo aletas radiales distriuidas e+uiespaciadamente. −Tramos ! ; /: conductos de medida propiamente dicJos. *n la sección A se mide la presión est'tica- ; en la sección G se mide el caudal. −Tramos 6 ; 7: constitu;en una terminación anecoica con e(pansión escalonada 1es decirasoren la energ>a sonora incidente3- terminación +ue ser>a necesaria para ensa;os ac?sticos- pero +ue no son o=eto de esta pr'ctica. a medida del ca&dal Q se reali4a con un tuo de Pitot situado en la sección G de la figura - el cual- conectado a un manómetro diferencial inclinado- permite conocer la presión din'mica en el e=e del conducto- es decir- la presión e+ui,alente a la energ>a cinética de la
corriente en esa posición. *n la figura 2 se representa la relación entre la presión din'mica en el e=e del conducto 1en mm de columna de agua3 ; el caudal circulante 1en m $#s3. Para la otención de esta figura se Ja aplicado el procedimiento detallado de caliración recogido en la norma GritisJ Itandard. a presión t'tal PT proporcionada por el ,entilador e+ui,ale a la ganancia de energ>a mec'nica espec>fica a tra,és de la m'+uina- es decir- se otiene como diferencia entre la suma de la presiones est'tica ; din'mica a la salida del ,entilador ; la misma suma a la entrada. Como en este caso la entrada no est' entuada- sino +ue directamente el ,entilador aspira el aire desde el local ; por tanto se encuentra inicialmente en reposo ; a presión atmosférica- dicJa suma de presión est'tica ; din'mica 1es decir- la presión total3 a la entrada del ,entilador es nula. As> pues la presión total del ,entilador se otiene simplemente midiendo las presiones est'tica ; din'mica en el conducto de salida- si ien como la sección de medida de la presión est'tica 1sección A de la figura 3 se encuentra a cierta distancia aguas aa=o 1por indicación de la norma de ensa;o3- se Ja de contemplar adem's las pérdidas de carga Jaidas entre la salida del ,entilador ; esa sección de medida. a presión est(tica PS se lee en un manómetro diferencial en en mm de columna de agua- deiendo reali4arse la oportuna con,ersión a las unidades del IB QPaR. a presión din()ica Pd se calcula como: P d
⍴v
2
2
Iiendo ρla densidad del aire ; v la ,elocidad media en el conducto- otenida a partir del caudal ; de la sección: v=
4Q
πD
2
Figura 2. Relación entre la presión dinámica en el eje del conducto y el caudal
a densidad se calcula a partir de la ecuación de los gases perfectos- midiéndose pre,iamente la presión ; temperatura atmosféricas- mediante un arómetro ; un termómetro e(istentes en el laoratorio: ⍴=
Pat RTat
Iiendo @ 2&7#"g.S la constante de los gases correspondiente al aire.
dondeξes un coeficiente adimensional de pérdidas de carga- +ue es función del n?mero de @e;nolds ; +ue seg?n la norma GritisJ Itandard mencionada se otiene a partir de la correlación emp>rica:
*l n*)er' de Re+n'lds puede calcularse mediante la siguiente e(presión- donde ν es la
,iscosidad cinem'tica del aire- la cual se puede estimar en ./0 9/ m2#s:
a presión t'tal se otendr' entonces- reuniendo toda la información anterior:
a medida de la p'tencia se reali4ar' mediante un ,at>metro conectado a la toma de corriente- +ue mide el consumo reali4ado por el motor eléctrico. Para calcular la potencia consumida por el ,entilador dee tenerse en cuenta el rendimiento del motor- +ue es dependiente de la carga seg?n la cur,a del diagrama de la figura $. a potencia consumida por el ,entilador se calcula pues multiplicando la potencia eléctrica le>da en el ,at>metro por el rendimiento del motor:
*l c'lculo del rendi)ient' del ,entilador puede reali4arse a partir los resultados anteriores mediante la siguiente e(presión:
os ,alores de caudal ; presión total correspondientes al punto de m'(imo rendimientoQO ;PTO- =unto a la densidad ρ ; a la ,elocidad de rotación - definen el par'metro adimensional conocido como ,elocidad espec>fica !S seg?n la ecuación 103- en la +ue
todas las ,ariales ,an referidas a unidades del sistema internacional. a ,elocidad espec>fica es el principal par'metro empleado en la pr'ctica para determinar las formas geométricas óptimas de cada m'+uina.
,. TRABAJO A REALI-AR
Al i-ual "ue para el %a&o de la& %urva& %ara%ter3&ti%a& de una boba* la deterina%i'n de la& %urva& del ventilador de en&a#o re"uiere poder ir iponiendo di&tinto& valore& de %audal7 ello &e puede %on&e-uir aniobrando oportunaente %on el %ono re-ulador de &alida* pue& a %ada -rado de re&i&ten%ia aerodin!i%a en el %ir%uito le %orre&ponde un deterinado valor de %audal de aire "ue 2a%e "ue &e e"uilibre la ener-3a e&pe%3fi%a &uini&trada por la !"uina al fluido 0pre&i'n total/ %on la ener-3a e&pe%3fi%a deandada por el %ir%uito. Para %ada punto de fun%ionaiento &e 2abr!n de toar la& edida& %orre&pondiente& a lo& in&truento& di&ponible&* "ue &on ; Pre&i'n diferen%ial %d indi%ada por el an'etro in%linado %one%tado al tubo de Pitot. ; Pre&i'n e&t!ti%a % en el an'etro en U a-ua& aba)o del ventilador. ; Poten%ia a%tiva indi%ada por el vat3etro. E&ta& edida& &e %on&i-nar!n en una tabla de dato& &e-Gn el forato del ane(o. Puede
%on&iderar&e &ufi%iente la obten%i'n de 1+ ' 1? punto& de fun%ionaiento* pro%urando "ue "ueden ra$onableente di&tribuido& por todo el ran-o de %audale&* e& de%ir* entre < # el valor !(io. Para ello puede toar&e %oo referen%ia de %audal a la indi%a%i'n del an'etro diferen%ial in%linado* teniendo en %uenta la %urva de %alibra%i'n de la fi-ura +. En el %a&o de "ue la le%tura de al-una variable &ea flu%tuante &e a&i-nar! un valor proedio dentro del ran-o de varia%i'n. A&3 i&o a %ada valor &e le e&tiar! un intervalo de in%ertidubre 0definido %oo el intervalo en "ue la probabilidad de en%ontrar&e el valor real &ea del ?/. El ventilador &e arran%ar! al %oien$o del en&a#o # &e apa-ar! tra& %opletar la& edida&* a%%ionando lo& %orre&pondiente& pul&adore& del %uadro de %ontrol del otor el4%tri%o. 8abi4n &e apa-ar! el vat3etro. Po&teriorente &e pro%e&ar!n lo& dato& re%o-ido& para %al%ular lo& %orre&pondiente& valore& de %audal* pre&i'n total* poten%ia # rendiiento* &e-Gn la& e(pre&ione& 01/..0/* lo& %uale& forar!n lo& punto& de %ada una de la& %urva& %ara%ter3&ti%a&* # &e evaluar! la velo%idad e&pe%3fi%a de la !"uina 0e%. 1
6i-ura . Curva& %ara%ter3&ti%a& de pre&i'n total* poten%ia %on&uida # rendiiento de un ventilador %entr3fu-o %onven%ional @epresentación gr'fica de las cur,as de presión total- potencia ; rendimiento en función del caudal del ,entilador- manualmente sore papel milimetrado o por medio de una Jo=a de c'lculo de ordenador- utili4ando para ello las escalas adecuadas +ue permitan una correcta interpretación de los resultados 1a modo de e=emplo en la figura ! se recogen las cur,as caracter>sticas de un ,entilador centr>fugo t>pico3. 9 Asignación de incertidumre a los resultados otenidos. 9 %elocidad espec>fica del ,entilador. 9 Comentarios sore las cur,as caracter>sticas otenidas ; su adecuación a las esperales para el tipo de m'+uina.
ANEO/ 0OJA DE TO#A DE DATO EN LABORATORIO
