INFORME VENTSIM

INFORME VENTSIM Es un software es muy útil y práctico que nos sirve para:       

Analizar el costo. Presión total. Caudal. Energía. Como colocar la curva de un ventilador en VENTSIM. Nos permite simular la ubicación del ventilador. Se puede predecir que ventilador conviene más.

FÓRMULAS UTILIZADAS Resistencia longitudinal

           Donde: Ks = rugosidad estándar  = densidad P = perímetro L = longitud de la labor A = área de la labor



Resistencia local

    Donde: X = factor de choque (depende de la sección de la labor)  = densidad Q = caudal A = área de la labor



Resistencia total

     ) (         Rtotal = R.longitudinal + R.local R.local

Caída de presión

     PROBLEMA APLICATIVO Para la siguiente grafica.

SOLUCION: Datos: A = 12.65625 m2 P = 13.9063924 m Se ingresa 90 000 cfm , Q = 42.475  = 1,1 Ks = 0.0158 Costo de energía = 0.08 US $/Kw-hr Sección galería = 4 m x 3.5 m Sección chimenea = 2 m x 2 m



TRAMO A – B Es una galería de 400 m de longitud

Calculando Resistencia longitudinal

              Calculando resistencia local X = 0.5 + 0.6

         Calculando resistencia total R.total = R.longitudinal + R.local

  +   R.total = 0.04351699    R.total =

Calculando caída de presión

             

TRAMO B – C Es una chimenea de 300 m de longitud Calculando Resistencia longitudinal

                Calculando resistencia local X = 0.6 + 0.8

        Calculando resistencia total R.total = R.longitudinal + R.local

  +    R.total = 0.59125    R.total =

Calculando caída de presión

            

TRAMO C – D Es una galería de 350 m de longitud Calculando Resistencia longitudinal

              Calculando resistencia local X = 0.6 + 1

          Calculando resistencia total R.total = R.longitudinal + R.local

  +    R.total = 0.04026629666    R.total =

Calculando caída de presión

              Suma total de resistencias y caída de presión R A – B = 0.04351699  R B - C  = 0.59125   R C - D  = 0.04026629666

    



Resistencia total del circuito = 0.67503



 Pr  Pr  Pr

= 78.51 Pa = =

A -B

   

B -C C -D

Caída de presión total del circuito = 1217.8354 Pa



Velocidad



V= =

  = 3.35 m/s 

OBSERVACION El VENTSIM no tomo en cuenta x = 1 por lo cual se tuvo que corregir sumando la presión dinámica en Excel

    Presión dinámica =      Presión dinámica =  Presión dinámica =

 Pa

Por lo cual se sumó el resultado de VENT SIM: 66.5 + 7.2 = 72.7 Pa 

Cuidado en VENTSIM con la salida de aire, no tomar x = 1 debido al difusor que colocaremos que puede cambiar la presión dinámica, es preferible trabajarlo por separado.

Se calculó la energía mínima necesaria para el circuito. (156.45 Kw)

--------------------------------------------------------- Cv1    a    i    c    n    e    t    o    P

---------------------------------------------

Cv2 Cp

cfm



Se tratara de llegar a la energía mínima pero será imposible

Todo circuito Cv está por encima de Cp

Energía mínima necesaria para el circuito

PONER LOS DATOS DE UN VENTILADOR AL VENTSIM 

Se exige la cartilla técnica - Curva de presión total - Curva de presión estática - Curva de presión dinámica - Potencia de rotor, etc.

Se ingresan estos datos a herramienta de ventilador y se calcula la curva. La empresa fabricadora de ventiladores brinda su propio software en este caso AIRTEC, para llenar el cuadro automáticamente y dar la curva en lugar de llenar el cuadro a mano. Curva de ventilador AIRTEC No se puede trabajar en esta zona inestable

Curvas de resistencia Si no quiero que pase el límite tengo que hacer una chimenea o abrir la mina

   i    s    r

Caudal LIMITE

Se usa el AIRTEC y convertidor de unidades.   

El ventilador principal debe tener cono difusor para ahorrar energía Mientras menor sea la presión dinámica menos energía emplearemos Se modifica los ángulos del ventilador para lograr nuestros objetivos en este caso llegar a 42.5 de caudal.

Variador de frecuencia Aparato electrónico que sirve para disminuir rotación del eje rotador.

Es importante porque trabaja en el consumo. Cuando varia la frecuencia cambia la curva del ventilador que no depende del ángulo del alabe, al variar la frecuencia del ventilador cambia la presión a la que trabaja. Sirve para ahorrar energía. Datos: En nuestra curva, Cv siempre es mayor porque tiene frecuencia de transmisión

FTP debe ser = 1455.6 Pa Caudal = 42.5 Eficiencia = 80.5% Costo = 70.771 Poder= 76.7 Kw eje y 80.8 Kw eléctrica

Si no se tiene como dato la eficiencia del proveedor, VENTSIM toma como dato la eficiencia de herramienta. OBSERVACION No puedo tener muchos ventiladores en el circuito porque cada ventilador presenta una perdida de eficiencia. PRESION DINAMICA La presión dinámica > presión dinámica de salida La presión dinámica se puede convertir en presión estática, pero hay que tratar que la presión dinámica sea la menor posible

Extractor principal

Diámetro

En OPSIVENT verificamos la perdida dinámica % de perdida dinámica = 90 Diámetro de salida = 1.524 Área de ramal = 12.7

“X” perdida dinámica por ventilador dentro de la galería = 42.72

Esta pérdida es hallado por OPSIVENT, aquí se considera un dato real por lo cual los demás datos son alterados. FTP = 2618.2 Pa Caudal = 56.4 m3/s Eficiencia = 77.7 % Costo = 174,650 Poder = 189.4 Kw eje y 199.4 Kw eléctrica R = 0.82172  

 

Es perdida de flujo en el interior del ramal. Puede existir incoherencias cuando observamos en el campo que la presión dinámica es mayor que la presión estática y si utilizamos toda la energía dinámica como energía útil, este ventilador no necesitaría presión estática es decir estaríamos creando energía de la nada.

RESUMEN VENTSIM calcula cuando ingresas un ventilador lo siguiente: Presión estática, costo de energía, el caudal que va a pasar, todo esto en ventilación principal y auxiliar Pero no es recomendable para ventiladores auxiliares, porque el se considera la manga rígida, cuando en realidad es flexible. La presión estática mantiene la manga inflada y al final de la manga es complicado que se mantenga rígida.

Difícil que se mantenga rígida al final de la manga.

DILUCION Se tiene que tomar en cuenta el CO (monóxido de carbono). Existen dos formas de dilución 1. Dilución por mezcla 2. Dilución por dispersión La que mas se usa es la dilución por mezcla. A

B

Q 1 C1

Q 3 C3

Q 2 C2 Ecuaciones: ¿Cuánto de masa se dirige del punto “A” hacia el punto “B”?

     =     x       Cx =

x

Flujo másico =

  =   x  x Q x 

Podemos encontrar la concentración en el punto “B” Entonces la concentración en el punto “B” resultado de la mezcla en el punto de intersección está

dada por :

  =                      C3 =         ∑   C = ∑  C3 =

El límite máximo permisible de concentración es de 25 ppm según el DS 055 - EM -2010. Abriendo reguladores en subniveles podemos disminuir la concentración, y en VENT SIM poder simular las condiciones ambientales de confort de los trabajadores.

Ejemplo:

3

61 m /s y C

3

52.9 m /s y 0 ppm

Logramos disminuir la concentración en la chimenea

3

8.1 m /s y 100 ppm

Solución:

            

C3 x  = C3 x 61 = C3 = 13.27

COSTO Una herramienta muy útil aquí fue utilizar Excel para resultados más exactos y con rapidez. Se tomo una tasa anual de 11 % y luego se convirtió a mensual mediante : Tasa mensual = 100 x

 = 0.87 %

Inversión Periodos Tasa pagos

500 000 60 0.87% 10 732.09

Costo de inversión Costo de operación    t    s

Tiempo

Mientras mas tiempo sea el tiempo de vida, el costo de inversión va a bajar.

Interpretación de las curvas Cuando la pendientes de ambas curvas sean iguales pero con signos diferentes se logra el costo de inversión mínima. Analíticamente:

              La suma de las 2 curvas y su derivada debe ser cero. Para el inicio de todas las operaciones hechas se tuvieron que tomar en cuenta desde el principio dos leyes de termodinámica, la de entalpia y entropía.