0a ne!esi'a' 'e !rear #l(jos 'e aire =a sea ara la in'(stria *e!?ni!a o al)(na ra*a a #in nos )enera el roble*a 'e 'iseAa 'iseAarr a'e!(a a'e!(a'a 'a*en *ente te (na (na *?;(in *?;(ina a ;(e ;(e sea !aa !aa 'e satis#a!er esas ne!esi'a'es. %l *is*o tie*o ;(e ali!a*os los !on!etos te:ri!os = va*os *ateriali?n'olos ve*os ;(e es ne!esario realiar !ierta !iertass !onjet !onjet(ra (rass o s(osi s(osi!io !ione nes s solo solo ara ara !on#ir !on#ir*ar *arlas las !on#or*e se lleva a'elante el ro=e!to. Es 'e esta *anera ;(e este trabajo 'e investi)a!i:n b(s!a 'ar res(esta a (n roble*a ro(esto = al *is*o tie*o 'e*ostrar ;(e !(an'o el !ono!i*iento !ient"#i!o no viene a!o*aAa'o 'e realia!iones r?!ti!as so*os !on'(!i'os a (n sin#"n 'e interro)antes ;(e !on abili'a' intentare*os sortear.
3
OBJETIVOS Objetivo General •
DiseAar a'e!(a'a*ente (n ventila'or !entr"#()o ara !a('al = resi:n asi)na'os 'e a!(er'o a estable!i*ientos 'e nor*as le)ales
Objetivos Espec!icos •
•
•
•
Cal!(lar !orre!ta*ente los 'atos 'e las !o*onentes 'e la velo!i'a' tanto al in)reso !o*o a la sali'a 'el ro'ete. %li!ar 'i!os 'atos ara 'iseAar la )eo*etr"a 'e los ?labes = o'er elaborar los !?l!(los !orreson'ientes. Sele!!ionar (n *otor a'e!(a'o ;(e satis#a)a las ne!esi'a'es 'e n(estro ventila'or. %s(*ir raonable*ente los valores 'e las e#i!ien!ias reestable!i'as 'entro 'e (n ran)o.
4
"#RCO TEÓRICO Ventila$ores Centr!%&os En los ventila'ores !entr"#()os la tra=e!toria 'el #l(i'o si)(e la 'ire!!i:n 'el eje 'el ro'ete a la entra'a = est? eren'i!(lar al *is*o a la sali'a. Si el aire a la sali'a se re!o)e eri*etral*ente en (na vol(ta enton!es se 'i!e ;(e el ventila'or es 'e vol(ta. Estos 1. 9. 3.
ventila'ores tienen tres tios b?si!os 'e ro'etes 2labes !(rva'os a!ia a'elante 2labes re!tos 2labes in!lina'os a!ia atr?sK!(rva'os a!ia atr?s.
0os ventila'ores 'e ?labes curvados hacia adelante 5ta*bi8n se lla*an 'e ja(la 'e ar'illa7 tienen (na 8li!e o ro'ete !on las ?labes !(rva'as en el *is*o senti'o ;(e la 'ire!!i:n 'e )iro. Estos ventila'ores ne!esitan o!o esa!io baja velo!i'a' eri#8ri!a = son silen!iosos. Se (tilian !(an'o la resi:n est?ti!a ne!esaria es 'e baja a *e'ia tal !o*o la ;(e se en!(entran en los siste*as 'e !ale#a!!i:n aire a!on'i!iona'o o renova!i:n 'e aire et!. No es re!o*en'able (tiliar este tio 'e ventila'or !on aire olvoriento =a ;(e las art"!(las se a'ieren a los e;(eAos ?labes !(rva'os = (e'en rovo!an el 'ese;(ilibra'o 'el ro'ete.
5
Estos ventila'ores tienen (n ren'i*iento bajo #(era 'el (nto 'e ro=e!to. %'e*?s !o*o s( !ara!ter"sti!a 'e oten!ia absorbi'a !re!e r?i'a*ente !on el !a('al a 'e tenerse *(!o !(i'a'o !on el !?l!(lo 'e la resi:n ne!esaria en la instala!i:n ara no sobre!ar)arlo. En )eneral son bastante inestables #(n!ionan'o en aralelo vista s( !ara!ter"sti!a !a('alLresi:n. 0os ventila'ores !entr"#()os radiales tienen el ro'ete !on los ?labes 'is(estas en #or*a ra'ial. 0a !ar!asa est? 'iseAa'a 'e #or*a ;(e a la entra'a = a la sali'a se al!anar velo!i'a'es 'e transorte 'e *ateriales. E@isten (na )ran varie'a' 'e 'iseAos 'e ro'etes ;(e van 'es'e los 'e Malta e#i!a!ia !on o!o *aterialM asta los 'e Malta resisten!ia a i*a!toM.
Fig. Triángulos de velocidades a la salida para los distintos rodetes centrífugos
0a 'isosi!i:n ra'ial 'e los ?labes evita la a!(*(la!i:n 'e *ateriales sobre las *is*as. Este tio 'e ventila'or es el !o*,n*ente (tilia'o en las instala!iones 'e e@tra!!i:n lo!alia'a en las ;(e el aire !onta*ina'o !on art"!(las 'ebe !ir!(lar a trav8s 'el ventila'or. En este tio 'e ventila'ores la velo!i'a' eri#8ri!a es *e'ia = se (tiliar en *(!os siste*as 'e e@tra!!i:n lo!alia'a ;(e vei!(lar aire s(!io o li*io.
6
0os ventila'ores !entr"#()os 'e ?labes !(rva'os a!ia atr?s tienen (n ro'ete !on las ?labes in!lina'os en senti'o !ontrario al 'e rota!i:n. Este tio 'e ventila'or es el 'e *a=or velo!i'a' eri#8ri!a = *a=or ren'i*iento !on (n nivel sonoro relativa*ente bajo = (na !ara!ter"sti!a 'e !ons(*o 'e ener)"a 'el tio Mno sobre!ar)ableM. En (n ventila'or Mno sobre!ar)ableM el !ons(*o *?@i*o 'e ener)"a se ro'(!e en (n (nto r:@i*o al 'e ren'i*iento :ti*o 'e #or*a ;(e !(al;(ier !a*bio a artir 'e este (nto 'ebi'o a !a*bios 'e la resisten!ia 'el siste*a res(ltar? en (n !ons(*o 'e ener)"a *enor. 0a #or*a 'e los ?labes !on'i!iona la a!(*(la!i:n 'e *ateriales sobre ellas 'e #or*a ;(e el (so 'e estos ventila'ores 'ebe li*itarse !o*o se in'i!a a !ontin(a!i:n •
•
2labes 'e esesor (ni#or*e 0os ?labes *a!ios er*iten el trabajo !on aire li)era*ente s(!io o ,*e'o. No 'ebe e*learse !on aire !ontenien'o *ateriales s:li'os =a ;(e tienen ten'en!ia a a!(*(larse en la arte osterior 'e los ?labes. 2labes 'e ala ortante 0as ?labes 'e ala ortante er*iten *a=ores ren'i*ientos = (na oera!i:n *?s silen!iosa. 0os ?labes (e!os se erosionan r?i'a*ente = se (e'en llenar 'e l";(i'o si la (*e'a' es alta or ello s( (so ;(e'a li*ita'o a ali!a!iones en las ;(e se *ani(le aire li*io.
'%nto $e trabajo $e %n ventila$or +ara !ono!er el (nto en ;(e trabajar? (n ventila'or (na ve 'eter*ina'a la 8r'i'a 'e !ar)a ;(e 'ebe ven!er el *is*o no a= *?s ;(e sobre el eje 'e or'ena'as seAalar la 8r'i'a 'e !ar)a en !ol(*na 'e a)(a.
7
Si se 'isone 'e la !ara!ter"sti!a resistente 'el siste*a se (e'e en!ontrar 'e #or*a #?!il el (nto 'e trabajo 'e (n ventila'or a!ola'o al *is*o al s(eroner las !(rvas !ara!ter"sti!as 'el ventila'or = resistente 'el !on'(!to. Si se 'esea !onstr(ir la !ara!ter"sti!a resistente 'el siste*a se 'ebe artir 'el e!o ;(e en las instala!iones 'e ventila!i:n la 8r'i'a 'e !ar)a ;(e se ori)ina var"a roor!ional*ente al !(a'ra'o 'el !a('al ;(e #l(=e a trav8s 'e la !analia!i:n. +ara !ono!er el (nto 'e #(n!iona*iento 'e (n ventila'or es in'isensable 'isoner 'e las !(rvas !ara!ter"sti!as 'e los ventila'ores s(s!etibles 'e ser instala'os ara !(al;(ier !?l!(lo e instala!i:n ;(e se a)a. 0as !(rvas 'eben estar avala'as or el #abri!ante ;(ien las )arantiar? a!ien'o re#eren!ia a la nor*a = 'isosi!i:n a'ota'a ara s( 'eter*ina!i:n.
8
NOR$% E$.3 INST%0%CIONES DE VENTI0%CION
1. GENER%0ID%DES Una a'e!(a'a ventila!i:n nat(ral en (na e'i#i!a!i:n )enera (n entorno sal('able = !oa'=(va al aorro ener)8ti!o. Es or eso ;(e en to'o 'iseAo 'eben !(brirse las ne!esi'a'es 'e ventila!i:n 5ri*or'ial*ente or *e'io nat(ral7 = solo 'e ser ne!esario *e'iante ventila!i:n *e!?ni!a. 9. OBJETIVO Estable!er los linea*ientos t8!ni!os ;(e se 'eben !onsi'erar ara el 'iseAo 'e la instala!i:n 'e los e;(ios 'e ventila!i:n *e!?ni!a en (na e'i#i!a!i:n a #in 'e reservar la sal(' 'e las ersonas as" !o*o rote!!i:n 'e los e;(ios bienes atri*onio ist:ri!o art"sti!o !(lt(ral = 'el *e'io a*biente. 3. C%$+O DE %+0IC%CIÓN 0a resente nor*a se ali!a obli)atoria*ente en to'o el territorio na!ional en el 'iseAo !onstr(!!i:n instala!i:n = oera!i:n 'e los siste*as 'e ventila!i:n *e!?ni!a ara las e'i#i!a!iones in!l(i'as en las si)(ientes nor*as 'el Re)la*ento Na!ional 'e E'i#i!a!iones +ara los tios 'e e'i#i!a!iones ;(e no est8n !o*ren'i'as en este !a*o 'e ali!a!i:n el ro#esional resonsable 'eber? 'e s(stentar t8!ni!a*ente s(s est('ios ante la enti'a' re!tora !orreson'iente.
9
4. G0OS%RIO +ara los e#e!tos 'e la resente nor*a se ali!ar?n las si)(ientes 'e#ini!iones 4.1 %bert(ra 'e Ventila!i:n 6(e!o ra!ti!a'o en (no 'e los ele*entos !onstr(!tivos ;(e 'eli*itan (n lo!al ara er*itir la trans#eren!ia 'e aire entre el *is*o = otro lo!al !onti)(o o el esa!io e@terior. 4.9 %ire E@terior %ire 'el a*biente ;(e entra a (na e'i#i!a!i:n a trav8s 'e (n siste*a 'e ventila!i:n *e'iante aert(ras inten!ionales ara ventila!i:n nat(ral o or in#iltra!i:n. El aire e@terior (e'e tener !onta*inantes ;(e es ne!esario #iltrar 4.3 %ire 'e I*(lsi:n o %ire 'e S(*inistro %ire trata'o e in=e!ta'o a los a*bientes *e'iante e;(ios ele!tro*e!?ni!os. 4.4 %sesia Es la !on'i!i:n libre 'e *i!roor)anis*os o *ateria s8ti!a ;(e ro'(!en en#er*e'a'es o in#e!!iones. Co*o *e'i'a 'e biose)(ri'a' en los estable!i*ientos 'e sal(' es ne!esario *antener la asesia 'e 'eter*ina'os a*bientes 4.& Ca('al 'e %ire Vol(*en 'e aire ;(e en !on'i!iones nor*ales se aorta a (n lo!al or (ni'a' 'e tie*o. 4. Con!entra!i:n $?@i*a %'*isible Son los niveles *?@i*os a!etables 'e !a'a !onta*inante en otros a*bientes 'istintos a la ona 'e ;(e se trata. Tienen or objeto ase)(rar ;(e ara (nas !ir!(nstan!ias ese!"#i!as 'a'as no se s(eren los niveles 'e las nor*as 'e rote!!i:n ri*aria. 4.< Con'(!to 'e E@tra!!i:n Con'(!to ;(e sirve ara sa!ar el aire vi!ia'o al e@terior. 4.> Conta*inantes 5'el %ire7 S(stan!ias o art"!(las ;(e '(rante el (so 'e (n lo!al se in!ororan al aire interior = 'eterioran s( !ali'a' en (na *e'i'a tal ;(e (e'e ro'(!ir *olestias ina!etables o en#er*e'a'es en los o!(antes 'el lo!al. 4. D(!to Con'(!to )eneral*ente 'e *etal o #ibra 'e vi'rio e*lea'a ara !on'(!ir el aire 'e (n l()ar a otro. 4.1 E@(lsi:n Sali'a al e@terior 'el aire vi!ia'o. 4.11 E@tra!!i:n Eva!(a!i:n a!ia el e@terior 'el aire vi!ia'o 'e (n lo!al. Este aire (e'e aberse !onta*ina'o en el roio lo!al o en otros !o*(ni!a'os !on 8l. 4.19 E@tra!tor Ventila'or ;(e sirve ara e@traer 'e #or*a lo!alia'a los !onta*inantes.
10
4.13 iltro Ele*ento 'e (n siste*a 'e ventila!i:n ;(e sirve ara retener la s(!ie'a' 'el aire 5art"!(las s:li'as !o*o or eje*lo olvo olen = ba!terias7 !on el #in 'e evitar el ens(!ia*iento 'e los 'isositivos = aaratos or los ;(e 8ste asa = la !onta*ina!i:n 'el aire e@terior. 4.14 $ateria S8ti!a $ateria ;(e ro'(!e (tre#a!!i:n o es !a(sante 'e ella. 4.1& $i!roor)anis*os Un or)anis*o *i!ros!:i!o ese!ial*ente (na ba!teria on)o o rotooario. 4.1 +artes or $ill:n ..* Uni'a' 'e *e'i'a 'e !on!entra!i:n. Se re#iere a la !anti'a' 'e (ni'a'es 'e la s(stan!ia ;(e a= or !a'a *ill:n 'e (ni'a'es 'el !onj(nto. 4.1< +ro#esional resonsable In)eniero $e!?ni!o o In)eniero $e!?ni!o El8!tri!o. 4.1> Renova!i:n 'e %ire S(stit(!i:n 'el aire !onteni'o en (na sala or otro e;(ivalente 'e aire li*io en (n erio'o 'e tie*o 'eter*ina'o. 4.1 Siste*a 'e Dete!!i:n 'e $on:@i'o 'e Carbono Siste*a a(to*?ti!o 'e vi)ilan!ia 'e la !on!entra!i:n 'e *on:@i'o 'e !arbono e@istente en (n lo!al. Se (tilia ara oner en #(n!iona*iento los asira'ores *e!?ni!os 'el siste*a 'e ventila!i:n !(an'o se al!anan los valores 'e la !on!entra!i:n !onsi'era'os ina'e!(a'os o eli)rosos. 4.9 Ventila!i:n +ro!eso 'e s(*inistrar o retirar aire 'e (n esa!io !on el #in 'e !ontrolar los niveles 'e !onta*ina!i:n 'el aire la (*e'a' =Ko la te*erat(ra 'entro 'el esa!io. 4.91 Ventila!i:n Nat(ral Ventila!i:n *e'iante e#e!tos t8r*i!os 'el aire e@terior a trav8s 'e vanos ( otras abert(ras 'e la e'i#i!a!i:n. No se (tilia e;(ios ele!tro*e!?ni!os. 4.99 Ventila!i:n $e!?ni!a Ventila!i:n *e'iante e;(ios ele!tro*e!?ni!os !o*o ventila'ores !a*anas e@tra!toras et!. 4.93 Uni'a' +ro'(!tora 'e Servi!ios 'e Sal(' 5U+SS7 Es la (ni'a' b?si!a #(n!ional 'el estable!i*iento 'e sal(' o 'e (n servi!io *8'i!o 'e ao=o est? !onstit(i'a or re!(rsos (*anos = te!nol:)i!os en sal(' in#raestr(!t(ra e;(ia*iento *e'i!a*entos ro!e'i*ientos !l"ni!os entre otros. Es or)ania'a ara 'esarrollar #(n!iones o*o)8neas = ro'(!ir 'eter*ina'os servi!ios 'e sal(' en rela!i:n 'ire!ta !on s( nivel 'e !o*leji'a'. Es la Uni'a' 'on'e se 'esarrollan los ro!esos oerativos 'el estable!i*iento 'e sal('.
11
&.L REERENCI%S NOR$%TIV%S Re)la*ento sobre Valores 0"*ites +er*isibles ara a)entes ;("*i!os en el a*biente 'e trabajo 'el $inisterio 'e Sal('. C:'i)o Na!ional 'e Ele!tri!i'a' 'el $inisterio 'e Ener)"a = $inas. Re)la*ento 'e 6i)iene O!(a!ional 'el S(bse!tor Ele!tri!i'a' 'el $inisterio 'e Ener)"a = $inas. NT+ 3&.43. E@tintores +ort?tiles. UNELENL13<<K9< Ventila!i:n en E'i#i!ios No Resi'en!iales Se a!etan !o*o nor*as 'e b(ena r?!ti!a las nor*as 'e la F%*eri!an So!iet= o# 6eatin) an' Re#ri)eratin) an' %ir Con'itionin) En)ineers 5%S6R%E7 'e la FSeet $etal an' %ir Con'itioner Contra!tors National %sso!iation 5S$%CN%7 = 'e la National ire +rote!tion %sso!iation 5N+%7 ese!ial*ente N+% % Stan'ar' #or te Installation o# %irLCon'itionin) an' Ventilatin) S=ste*s. 5Instala!i:n 'e aire a!on'i!iona'o = siste*as 'e ventila!i:n7. N+% B Stan'ar' #or te Installation o# ar* %ir 6eatin) an' %irL Con'itionin) S=ste*s. 5Instala!i:n 'e !ale#a!!i:n 'e aire = siste*as 'e aire a!on'i!iona'o7. N+% 1 Stan'ar' #or E@a(st S=ste*s #or %ir Conve=in) o# Vaors Gases $ists an' Non!o*b(stible +arti!(late Soli's. N+% Stan'ar' #or Ventilation Control an' ire +rote!tion o# Co**er!ial CooPin) Oerations. N+% 4 Stan'ar' #or te +revention o# ires an' E@losions in oo' +ro!essin) an' oo'QorPin) a!ilities. 5+reven!i:n 'e #(e)o = e@losiones en el ro!esa*iento e instala!iones 'e *a'era = !arinter"a. %s" *is*o se a!etan !o*o G("as = $an(ales T8!ni!os 'e b(ena r?!ti!a los (bli!a'os or la F%*eri!an So!iet= o# 6eatin) an' Re#ri)eratin) an' %ir Con'itionin) En)ineers 5%S6R%E7 = la F%*eri!an Con#eren!e o# In'(strial 6=)ienists 5%CGI67 ese!ial*ente el $an(al FIn'(strial Ventilation 'el %CGI6. Co*o to'o 'o!(*ento t8!ni!o est? s(jeto a revisi:n se re!o*ien'a a a;(ellos ;(e reali!en a!(er'os en base a ellos ;(e anali!en la !onvenien!ia 'e (sar las e'i!iones vi)entes 'e las nor*as *an(ales = )("as !ita'os. 0as e@i)en!ias t8!ni!as in!l(i'as en nor*as 'e otros a"ses no 'eben ser *enores a las e@i)en!ias 'e esta Nor*a •
• •
•
•
•
•
•
•
•
12
Estable!i*iento 'e +ara*etros 'e DiseAo Se),n el Re)la*ento Na!ional 'e E'i#i!a!iones 5RNE7 Nor*a E$ .3L Instala!iones 'e Ventila!i:n se estable!en las e@i)en!ias = li*ita!iones 'e 'iseAo re;(eri'os In!iso 3.3 0o!ales 'e Ese!t?!(los 3.3.1 To'os los a*bientes abit(al*ente (sa'os or seres (*anos = to'os los !a*erines o vesti'ores ser?n 'ota'os 'e ventila!i:n or *e'io 'e ventanas !on (n ?rea libre 'e ventila!i:n no *enor a 1K9 'e la s(er#i!ie 'el iso !aso !ontrario *e'iante (n siste*a *e!?ni!o 'e ventila!i:n. %rti!(lo & Re;(isitos Basa'os en Uso LRenova!i:n 'el total 'el vol(*en 'e aire !a'a *e'ia ora L1& *3K6.o!(ante 0a nor*a no nos restrin)e al (so 'e (n tio 'e ventila'or as" ;(e or !riterio are*os los !?l!(los ara (n ventila'or !entr"#()o. +ro!e'i*iento 'e ara*etria!i:n 1.LCon'i!iones %*bientalesnor*ales 13
L+resi:n <&.& +a LTe*erat(ras entre 1 = 9& C.
S(one*os el trabajo 'el ventila'or !(an'o el a*biente est? !o*leta*ente a#ora'o ara (na te*erat(ra !riti!a 'e 1
C#'ÍTU(O I
C)(CU(OS '#R# E( DISE*O DE UN VENTI(#DOR CENTRÍ+UGO
Datos,
H =150 mm H 2 O
3
m Q =0.71 s
+resi:n = te*erat(ra at*os#8ri!a Po=75.5 KPa
T o=10 °C
-. Calc%lo $e la potencia $el ventila$or
14
Densi$a$ $el aire ρ=
Po T o R
D:n'e ρ= densidad del aire (
! m
3
)
Po= Presi"n a#soluta ( KPa) T o=Tem$eraturaa#soluta ( ° K ) K% !&°K R=Constante de !ases ¿ aire =0.287
ρ=
Po T o R
ρ= 0.93
=
75.5 ! =0.93 3 ( 10 + 273 )& 0.287 m
! m
3
#lt%ra /01 en 2etro por col%2na $e aire ρaire & ! & H aire= ρa!ua & ! & H H o 2
H aire = 'ltura equi(alente en metros de aire H H o= 'ltura equi(alente en metros de a!ua 2
ρa!ua = Densidad del a!ua ( 1000
K! m
)
3
15
ρaire = Densidad del aire ( 0.93
K! 3
m
)
Ree*laan'o −3
0.93 &9.81 & H aire =1000 &9.81 &150 &10 H aire =161.3 mm)* ) aire
Coe!iciente $e rapi$e3 n y =
53 √ Q + 3
P 4 n y
,Coe#i!iente 'e rai'e
4,!a('al +
*3Kse)
, re!(en!ia Kse)
',+resi:n +a +ara (n N=X35ventila'or !entri#()o !on alabes !(rvos a'elanta'osL*as silen!ioso7 obtene*os (na velo!i'a' an)(lar 'e 1&94 r*
'otencia $el 2otor el5ctrico +ara (n ran)o estable!i'o 'e E#i!ien!ias en Ventila'ores Centr"#()os ƞ :60 − 75 as(*ire*os (n valor arbitrario.
16
ƞ= 0.70
0a oten!ia al eje 'e (na *a;(ina i'r?(li!a se !al!(la 'e la si)(iente *anera P=
ρaire & ! & Q & H aire 1000 & ƞ
P= Poten*ia al e,e -
ρaire = Densidad del aire ( 0.93
Q =Caudal
! m
3
)
3
m (0.71 ) s
H aire = 'ltura equi(alente en metros de aire ( 161.3 mm*a ) ƞ
= e.i*ien*iatotal del (entilador
(70 )
Ree*laan'o 'atos P=
0.93 &9.81 &0.71 &161.3 1000& 0.7 P=1.493 - 2 HP
6. Selecci7n $el 2otor el5ctrico 8%e accionara el ventila$or Se),n T=ler 6i!P se 'ebe 'e !onsi'erar ara el *otor el8!tri!o (na oten!ia *a=or ;(e la 'e*an'a'a or el ventila'or. +or ello el *otor sele!!iona'o 'eber? tener (na oten!ia !er!ana a 1.9 ve!es la oten!ia 'el ventila'or Pmotorele*tri*o =1.2 P Pmotorele*tri*o =1.2 & 2 =2.4 K-
17
Pmotorele*tri*o = 2.4 HP
Selecci7n $el N92ero $e Revol%ciones ( N ) Con la oten!ia !al!(la'a anterior*ente nos va*os al !at?lo)o 'e *otores as"n!ronos tri#?si!os !on tio 'e ja(la 'e ar'illa#abri!ante DE(CROS# ;(e (e'e ser 'e 'os olos !o*o ta*bi8n 'e !(atro olos. +ero esta ve ele)i*os la 'e 4olos =a *?s a'elante al !al!(lar el N,*ero Ese!"#i!o 'e !a('al 5 N q ¿ este !(*le ara (n Ventila'or Centri#()o.
:. N92ero espec!ico $e ca%$al / N q ¿ ; Ci!ra $e presi7n (ψ ) Sabe*os ;(e N q=
N √ Q H aire
3 4
N q= Numero 0s$e*i.i*o de Caudal N = Numero de Re(olu*iones del /otor 3
m Q=Caudal ( 0.71 ) s H aire = 'ltura equi(alente en metros de aire ( 161.3 mm*a )
Ree*laan'o 'atos N q=
N √ Q H aire
3 4
=
1720 & √ 0.71
(161.3 )
3 4
=32.924
N q=32.924 33
0a tabla si)(iente !on (n ran)o 'e valores ese!"#i!os ;(e !(*le ara (n ventila'or !entri#()o. De esta tabla interolan'o alla*os la !i#ra 'e resi:n N q
9
(ψ ) 1.1
9&
3
3&
4
4&
&
1.>
1.&
1.1
.<
.3
. Interolan'o
35 −30 1.01−1.05 = 33 −30 1 −1.05
19
ψ =1.03
Veloci$a$ $e sali$a $el rotor
U (¿¿ 2 )
¿
De la Ci#ra 'e +resi:n ψ =
2 &! & H aire 2
U 2
Desejan'o tene*os ;(e U 2=
√
2 &! &
H aire
2
Ree*laan'o 'atos U 2=
√
2& 9.81& 161.3 1.03
U 2=55.057
m s
Di<2etro e=terior
D (¿¿ 2 )
¿
De la velo!i'a' 'e sali'a U 2=
3 & D2 & N 60
Desejan'o D2 D2=
60 &U 2 3 & N
Ree*laan'o D2=
60 &51.057 3 & 1720
20
D2=0.61 m 61 *m
>. Dise?o $el ro$ete +revia*ente ten're*os ;(e ele)ir los ?n)(los 'e los alabes Se sabe ;(e
4 1=25 ° −35 °
4 2=40 °−70 °
Conveniente*ente es!o)e*os
4 1=30 ° 4 2=60 °
Di<2etro Interior
D (¿¿ 1 )
¿
De la rela!i:n si)(iente ara rotores ra'iales D1 D2
5 1.063 &
√
1 tan 4 1
Re!or'a*os ;(e la Ci#ra 'e Ca('al 5 1 ¿ 1=
Q 3 2 & D2 &U 2 4
Ree*laan'o 0.71 1= 3 2 & 0.61 &55 4
21
α 1=90 °
1 =0.044
De la e!(a!i:n anterior D 1 0.61
5 1.063 &
0.044 tan 30 °
D1=0.19 m 20 *m
N92ero $e alabes (Z ) Se (tiliara la si)(iente rela!i:n 6 = &
0(e)o la alt(ra ,til ser? H == > & H R H =0.8054 & 211.47
H =170.32m
29
C#'ÍTU(O II DISE*O DE (OS #(#BES DE( VENTI(#DOR
-. Tra3a$o $el alabe $e %n 2otor ra$ial por el 25to$o $e los p%ntos Si se !onsi'era ;(e β varia entre los valores li*ites 4 1 = 4 2 en #(n!i:n 'el ra'io 5en ventila'ores se !onsi'era (na varia!i:n lineal7 se o'r? obtener el alabe or se)*entos llevan'o e;(eAos valores 'e ? T traan'o or !a'a (no 'e ellos (n ele*ento 'e alabe ;(e #or*e el !orreson'iente ?n)(lo 4 . Este es (n ro!eso 'e inte)ra!i:n. Esta inte)ra!i:n es *ejor e#e!t(arla or !?l!(lo 'e la si)(iente *anera Se 'eter*ina !a'a ?n)(lo !entral = a !a'a valor 'e
Sea
^
PO' =1
r
a artir 'el ra'io #ijo
30
´ =r 1 O'
? P @ ⊥ P
En 8l
!(=o la'o
´ PT
es el ar!o !orreson'iente al
o !(=o ?n)(lo en T es 90 se tiene
´ = r d1 PT +or otro la'o ´ = PT
P´@ T t!4
Don'e @
P T =dr
rd1=
8
P@ T dr = t!4 t!4
De 'on'e d1 =
dr r t!4
Inte)ran'o entre r 1 = r 2 r2
∫ r dr t!4
1=
r1
(En radianes)
En )ra'os se@a)esi*ales 1=
r2
dr ∫ 3 r t!4
180
r1
Se obtiene las coordenadas del alabe:
Datos !al!(la'os anterior*ente 4 1=30 °
31
1 en
. ( r )
A d1
4 2=60 °
r 1=
r 2=
D1 2 D2 2
=0.150 m
=0.283 m
+ara ventila'ores se re#iere varia!i:n lineal 'e β !on r 4 = 4 1+ a ( r −r 1) 4 2=30 + a ( 0.28345−0.14898 ) α =223.1097
Tab(lan'o valores alla'os !on las e!(a!iones anteriores
+ara !?l!(lo 'e 8r'i'as en la entra'a 'el ro'ete %s(*i*os
Sabe*os ;(e
=0.2
C 2 =44.871
m s
Re*laan'o valores tene*os 2
44.871 ? Pentradadis*o =0.2 & 2 & 9.81
? Pentradadis*o =20.524 m
41
=(0.15 0.25)
'5r$i$as por e=pansi7n
( ) 2
C m 3 #2 ? > e$ansion= 1− 2! B
2
C m 3 =15.254
Cono!e*os
m L # =0.0331 mL B= 0,267768 m s 2
Re*laan'o valores tene*os 2
(
15.254 0..331 ? > e$ansion= 1− 2& 9.81 0,267768
)
2
? > e$ansion=0.66134 m
'5r$i$as por espiral 2
C 3 ? > e$ansion= 2!
+ara !?l!(lo 'e 8r'i'as or esiral tene*os %s(*i*os
Cono!e*os
=(0.15 0.25)
=0.2
C 3 =38.1365
m s
Re*laan'o valores tene*os 2
38.1365 ? > e$ansion=0.2 & 2 &9.81
? > e$ansion=14.8256 m
42
43
C#'ITU(O V "ONT#JE DE( VENTI(#DOR Luego de haber calculado las dimensiones necearías, se precede al modelado de los elemenos. 1. !"#!"$" 2.
3. %&' de 4 polos
44
4. $&(') *) la carcas + el moor
&.LC%RC%S% DE 0%$IN% 1
45
6.!"#!"$" *) L"%-" 2
7.!"#!"$" *) L"%-" 3
46
8.!"#!"$" L"')#"L *)L %&'
.LC%RC%S% 0%TER%0 DE SUCCION
47
1.L+0%TIN% DE REUERYO
--.ca2isa
48
-6.C#RC#S# # ENS#"B(#D#
49
RODETE
BRID# DE +IJ#CION
50
Carcasa $e !ijaci7n $el 2otor
Cono $e s%cci7n
51
52
CONC(USIÓNES
53
+ara el 'iseAo 'el ventila'or !entri#()o se lle): a sele!!ionar (n $otor el8!tri!o Tri#?si!o ;(e oere a'e!(a'a*ente !on el ventila'or. •
•
•
Se lle): a 'eter*inar las 'i*ensiones ne!esarias ara el 'iseAo 'e los alabes !ar!asa = rotor 'el ventila'or !entri#()o. Observa*os las 8r'i'as ;(e se ro'(!en en el interior 'el ventila'or !entri#()o 5er'i'as or #ri!!i:n or !o;(e or e@ansi:n or esiral7. Estas 8r'i'as alla'as te:ri!a*ente nos er*ite ver la 'is*in(!i:n 'e ener)"a ;(e se ro'(!e en el interior 'el ventila'or. +ara 'iseAar el ventila'or !entri#()o nos basa*os en teor"as 'e 'iseAo 'e ventila'ores !entr"#()os.
RE+ERENCI#S 1.L $an(al +ra!ti!o 'e ventila!i:n Salva'or Es!o'a S.%. 5Catalo)o T8!ni!o7 9.LRobert 0. $ott $e!?ni!a 'e l(i'os 3.L Intro'(!!i:n a la *e!?ni!a 'e l(i'os. o@ 4.L $an(al 'e Ventila!i:n Casals DiseAo 'e ventila'or <.Searata 'el C(rso Interna!ional 'e +ostL Gra'o FVentila'ores +roble*as 'e Teor"a DiseAo Sele!!i:n = Oera!i:n $aestr"a en T(rbo*?;(inasLE+I$EC UNS%. Dr. I)or Evteev. >.LBo*bas Ventila'ores = Co*resores or CerPassPi
#NEKO
54
"OTOR E(LCTRICO TRI+)SICO I'@@ M USO GENER#( selecciona$o para el $ise?o $el ventila$or centri!%&o