I.
INTRODUCCIÓN Los ventiladores son turbomáquinas de baja presión que transforman la energía mecánica en energía de flujo de aire, gas o mezcla de gases y en muchos casos
gases más partículas partículas en suspensión. suspensión. Eisten varios tipos de ventiladores ventiladores como por ejemplo! radiales, aiales, semiaiales y de flujo transversal. Estos tipos de ventiladores res se sub subdividen en otros subtipos seg"n los ángul gulos de posicionami posicionamiento ento de sus alabes y tambi#n tambi#n se subdividen subdividen seg"n su aplicación. aplicación. Los ventiladores centrífugos de álabes rectos radiales son bastante utilizados para el trans transpor porte te de aire aire puro, puro, gases gases y para para trans transpo port rte e de aire aire con conte conteni nido do de partículas, dado que tiene la ventaja de ser de fácil fabricación. $no de los problemas que se encuentra en este tipo de ventiladores es la determinación del ancho del rodete.
II.
RESUMEN El ventilador tipo %irocco se utiliza hoy en día en una amplia gama de productos comercia comerciales les y dom#st dom#stico icos. s. &omput &omputador adoras, as, secador secadoras as de ropa, ropa, proyecto proyectores, res, coches y sistemas de refrigeración son algunos ejemplos. Las fortalezas de este tipo de ventilador son el nivel bajo nivel de ruido en funcionamiento y los bajos costes de fabricación. 'ero no todo es favorable en el ventilador. Este presenta un rendimiento estático muy pobre. &uando al rendimiento total proporcionado por el ventilador, se le resta la aportación de la presión dinámica, el rendimiento estático mas alto fluct"a alrededor del ()*++. Esto significa que la energía el#ctrica o mecánica necesaria para su funcionamiento es demasiado alta en comparación con la potencia "til en la salida. Este es un factor importante a considerar en el conteto actual donde son solicitadas, cada vez más, regulaciones sobre alto
rendimiento.
III.
OBJETIVO •
-ise -isea arr a part partir ir de los los dato datoss toma tomado doss en labo labora rato tori rio o /dim /dimen ensi sion ones es,,
•
velocidad y presiones0 del ventilador centrífugo. $sar el programa %1-E&2 para seleccionar el ventilador más económico.
IV.
MARCO TERORICO 1.- QUE ES EL VENTILADOR CENTRÍFUGO
$n ventilador centrifugo es un aparato compuesto de un rodete de alabes o alteas que gira dentro de una carcasa espiral o espiraloide conocida como voluta. La rotación del rodete se asegura mediante un motor, generalmente el#ctrico, siendo su finalidad poner en movimiento aire o un fluido gasiforme. Las aplicaciones de los ventiladores son muy variadas y etensas en el campo de la minería, en el transporte neumático de materiales, acondicionamiento de aire, climatización, etc. E igualmente son etensos los límites de su empleo, ya que pueden lograrse presiones de hasta unos 34)) mm de columna de agua y caudales desde unos 5) litros por segundo hasta 5))) m(6s con grandes ventiladores de hasta ocho metros de diámetro empleados en torres de refrigeración de agua o en centros de ensayos aerodinámicos. 2. TIPOS DE VENTILADORES CENTRIFUGOS
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2'L:&2&:<8
;otor con palas curvadas hacia adelante, apto para caudales altos y bajas presiones. 8o es autolimitante de potencia. 'ara un mismo caudal y un mismo diámetro de rotor gira a menos vueltas con menor nivel sonoro.
%e utiliza en instalaciones de ventilación, calefacción y aire acondicionado de baja presión.
;otor de palas radiales. Es el diseo más sencillo y de menor rendimiento. Es muy resistente mecánicamente, y el rodete puede ser reparado con facilidad. El diseo le permite ser autolimpiante. La potencia aumenta de forma continua al aumentar el caudal.
Empleado básicamente para instalaciones industriales de manipulación de materiales. %e le puede aplicar recubrimientos especiales anti* desgaste. 9ambi#n se emplea en aplicaciones industriales de alta presión.
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;otor de palas planas o curvadas inclinadas hacia atrás. Es de alto rendimiento y autolimitador de potencia. 'uede girar a velocidades altas.
%e emplea para ventilación, calefacción y aire acondicionado. 9ambi#n puede ser usado en aplicaciones industriales, con ambientes corrosivos y6o bajos contenidos de polvo.
%imila r al anterior pero con palas de perfil aerodinámico. Es el de mayor rendimiento dentro de los ventiladores centrífugos. Es autolimitante de potencia.
Es utilizado generalmente para aplicaciones en sistemas de =72& y aplicaciones industriales con aire limpio. &on construcciones especiales puede ser utilizado en aplicaciones con aire sucio.
;otores de palas curvadas hacia delante con salida radial. %on una variación de los ventiladores radiales pero con mayor rendimiento. 2ptos para trabajar con palas antidesgaste. %on autolimpiantes. La potencia aumenta de forma continua al aumento del caudal.
&omo los radiales estos ventiladores son aptos para trabajar en aplicaciones industriales con movimiento de materiales abrasivos, pero con un mayor rendimiento
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2:;>1:L
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3. CURVAS CARACTERISTICAS DE LOS VENTILADORES CENTRIFUGOS a) Rodetes con álabes curvado hacia adelante (β2 > 90°).
&omo se puede notar en las curvas características de la figura, a mayor caudal se absorbe mayor potencia por lo que hay que tomar precauciones en su operación y en la selección del motor. 8o es auto limitante de potencia. La altura de presión aumenta desde la descarga libre hasta el punto de caudal nulo con caída ?a@ para bajos caudales. La potencia aumenta rápidamente con el caudal. El ruido es mínimo para máima eficiencia y aumenta hacia la descarga libre. AB).C)*).4+
b) Rodete con álabes rectos radiales (β1=β2=90°).
La potencia aumenta de forma continua al aumentar el caudal y requiere de las mismas consideraciones que el ventilador %irocco. El diseo le permite ser auto limpiante y se presentan en versiones de rodetes abiertos y cerrados. La altura de presión aumenta desde la descarga libre /5))0 hasta un máimo cerca al caudal nulo /)0 para luego disminuir. AB ).4+*).D+
c) Rodetes con álabes curvados hacia atrás.
Es de alto rendimiento y auto limitador de potencia al poseer una curva de potencia creciente y luego decreciente conforme aumente el caudal. La presión aumenta desde la descarga libre hasta el punto de caudal cero. La potencia es auto limitante, aumentando hasta un máimo cuando el caudal aumenta y luego decrece para un nuevo aumento de caudal. La eficiencia es máima para una máima potencia y el ruido es mínimo para este punto. AB ).D)*).+
d) Rodetes con álabes de perfil alar o de tipo irfoil.
La presión y la potencia de este ventilador es similar al caso del ventilador con rodete de alabes curvados hacia adelante, pero la curvatura del alabe permite alcanzar una mejor eficiencia, siendo los alabes más cortos operando a mayores velocidades de rotación. AB ).4*).D+
V.
EQUIPO EXPERIMENTAL •
7entilador aial
FIGURA 1: Modulo v!"#l$do% $&#$l •
Fotor el#ctrico
FIGURA ': Mo"o% l()"%#)o •
'inza amperimetrica
FIGURA *: P#!+$ $,-%#,("%#)$ •
Fedidor de presión
FIGURA : Md#do% d -%/#0! •
9acómetro digital
FIGURA : T$)0,"%o
•
Fedidor de onda sonora
FIGURA 2: Md#do% d #!"!/#d$d /o!o%$
VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTA 5. Farcar C posiciones distintas del regulador de la compuerta /regulador de caudal0, para las cuales se realizara la eperiencia, para obtener C condiciones de funcionamiento para una ;'F. 3. &olocar el manómetro digital a las tuberías correspondientes para poder medir la presión a la entra y salida, así como la pinza amperimetrica en la entrada al tablero de control, y el medidor de onda sora cerca del ventilador. (. Encender el motor el#ctrico C. &olocar la posición de la compuerta en la primero posición marcada previamente +. 'ara cada posición del regulador de compuerta, tomar los siguientes datos! presión total, presión estática a la entra y salida del ventilador, la intensidad sonora, las rpm de trabajo y la intensidad de corriente. 4. &olocar el regulador de compuerta en la segunda posición y repetir el paso hasta la posición n"mero C previamente marcada.
VII.
C3LCULOS 4 RESULTADOS
VIII.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS •
La curva presión de diferencial v/s caudal de aire no presenta una evolución constante ya que para algunos rangos de aumento del caudal, no se genera aumentos de presión.
•
Podemos suponer que estos comportamientos se deben a efectos hidrodinámicos por la composición y características del sistema.
IX.
CONCLUSIONES 'odemos concluir de acuerdo a lo eperimentado, que una variación creciente en las revoluciones o velocidad en el ventilador aial genera un aumento del caudal de aire que circula a trav#s de la tubería. 'or otra parte, al mantener la velocidad del ventilador constante y variar el área de circulación por medio del cierre de la válvula mariposa, es posible notar que las diferencias de presión comienzan a aumentar, eperimentando una relación negativa entre las secciones y las variaciones de presión, llegando a su máimo Gp una vez que la el caudal de circulación llega a cero. Los criterios para seleccionar un ventilador son: -
audal en condiciones de traba!o
-
"l rendimiento para el caudal requerido
-
La presión estática o total.
-
Las
condiciones
de
traba!o:
densidad,
temperatura,
composición y características de los gases, porcenta!e de humedad -
#elocidad de salida má$ima
-
%evoluciones por minuto
