COMPARACION DE LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS

Según sea el ventilador, su curva característica adopta una u otra forma, Los ventiladores centrífugos, en general, son capaces de manejar presiones altas con caudales más bien bajos

Curvas características típicas de ventilador: a) Con álabes curvados hacia delante.b) Con álabes de salida radial.c) Con álabes curvados hacia atrás. d) Con álabes axiales.

Para trazar la Curva Característica de un ventilador, se debe llevar a cabo un procedimiento que procure los datos necesarios. Para poder disponer de los distintos caudales que puede manejar un ventilador según sea la pérdida de carga del sistema contra el cual esté trabajando, se ensaya el aparato variándole la carga desde el caudal máximo al caudal cero. Todos los pares de valores obtenidos caudal-presión se llevan a unos ejes coordenados, obteniéndose la Curva Característica.

La característica de un ventilador es la mejor referencia del mismo ya que indica su capacidad en función de la presión que se le exige.Zona de funcionamiento. Según sea el ventilador, tipo y tamaño, existe una zona de su curva característica en la que es recomendable su uso. Fuera de ella pueden producirse fenómenos que hacen aumentar desproporcionadamente el consumo hundiendo el rendimiento, provocando un aumento intolerable del ruido e incluso produciendo flujos intermitentes de aire en sentido inverso.

En los catálogos de ventiladores vienen indicadas las zonas de funcionamiento y sus características.   ECUACIONES

1. EQUIPOS Y MATERIALES

o Ventilador centrifugo.o Estrangulador.o Tubería (instalado para el ensayo).o Manómetro diferencial (de agua).o Termómetro.o Motor eléctrico.

6. PROCEDIMIENTO Instalar adecuadamente el sistema Encender el ventilador centrífugo Medir las presiones antes del orificio, utilizando el manómetro diferencial Medir la diferencia de presiones Medir la temperatura del aire Realizar los cálculos correspondientes para hallar el coeficiente de

descarga

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Calcular el caudal teórico con los datos obtenidos hallando

previamente M y φ Asumir un número de Reynolds y encontrar un valor de Cd (del ábaco,

utilizando Re y D0/DT) Encontrar un caudal real Con este caudal real, hallar velocidad y nuevo número de Reynolds Repetir los pasos anteriores hasta encontrar un error mínimo entre dos

lecturas consecutivas. Instalar la tubería de mayor diámetro Encender el ventilador y medir las presiones a la entrada y salida del

mismo Medir las presiones y geometría de la instalación para encontrar la curva

característica.7. CALCULOS Y/O RESULTADOSCalculo del coeficiente de descarga

Nº Presión antes de la brida

Presión después de la brida

Diferencia de presión antes y después de la brida

1 21 cm. de agua

-5 cm. de agua 26 cm. de agua

Caudal teórico

QT=A tub

ρ.M .φ.√2 ρ1 ΔP

M= 1

√1−β4 (P2

P1)

2k

φ=[ kk−1

⋅( P2

P1)

2k−( P2

P1)k+1k

1−( P2

P1)

⋅1−β4

1−β4 ( P2

P1)

2k ]

12

CAUDAL REAL

QR=QT .Cd=Cd .A tub

ρ. M .φ .√2 ρ1 ΔP

P1=21 cm H2O P2=-5 cm H2OP1=20 cm H2O =1962PaP2=-5 cm H2O=-490.6Pa

Además, trabajaremos con presiones absolutas, sabiendo que Huancayo se encuentra a 3200 m.s.n.m aprox., la presión atmosférica viene dada porP atm. o H atm. = 10.33- 0.0012h

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H atm. = 10.33-0.0012 (3200)=6.49 m de aguaDensidad del agua= 999.5 kg/m3

P atm = 63635.06655 Pa.

Luego las presiones absolutas serán:P1 =2059.07+63635.06655 PaP2 =-490.25475+63635.06655 PaP1 /P2 =0.961194

β=64 mm16cm

=0. 4

M= 1

√1−0 .44 (0 .961194 )2

1 . 4

=1 .01232

φ=[ 1 . 41. 4−1

⋅(0 . 961194 )

21.4−(0 . 961194 )

1. 4+11 .4

1−(0 .961194 )⋅

1−0 . 44

1−0 . 44 (0 . 961194 )2

1.4 ]12

=0 . 97828

Considerando:

ρ=1.1968kg /m3

υ=1 .5262⋅10−5m2/ s

Atub=πD

tub2

4

Atub=πD

tub2

4=π

0 . 162

4=0. 020106m2

QT=0 . 020106

1. 1968(1 . 01232 ) 0. 97828√2 (1 . 1968 ) 2549. 3247=1. 29964m3 /s

QR=1 .29964Cd

Re=V . Dυ

= 4QπD0υ

Re=V . Dυ

= 4QπD0υ

= 4Q

π (0. 064 )1. 5262⋅10−5

Asumiendo Cd=0.6QR=0.779784Re=1.017*106

Cd=0.63

QR=0.81877Re=1.016*106

Cd=0.63Por lo tanto QR=0.81877 m3/s

Calculo de la curva del sistema (instalación)

H=RQ 2

R=[ 8 λLπ gd5

+8∑ K

π gd4 ]λ=0 .012 (Hallado del diagrama de Moody)εd=0 . 007

215=0. 00003

(Para tubería de 64 mm. de diámetro de PVC)∑ K=0 .54L=5 m

R=[ 8(0 .012 )5π (0 .215 )5

+8(0 .54 )

π (0 .215 )4 ]1 . 1968=371 .859

Entonces la curva del sistema será: H=371 . 859Q2

Calculo de la curva del ventilador

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Tendrá la forma ΔP=A−BQ2

Se tienen los sgtes datos en el ventilador:P1=-8 cm agua (man)=62850.66 Pa (abs)P2=5.5 cm agua (man)=64174.35 Pa (abs)

P1-P2=1323.6876 PaD1=20 cmD2= 16 cm

ΔP=P2−P1+ρ2

(V22−V

12)

ΔP=P2−P1+16Q2 ρ

2π2(1D

24

−1D

14

)

Hallando el caudal del ventilador:*Se midio 2,5 cm de agua de presión a la salida del tubo de descarga, esto equivale a una diferencia de presión de 245.127 entre la salida del ventilador y la salida del tubo de descarga.*Asumiendo que las velocidades en ambos puntos son iguales y que la diferencia de presión se pierde en el tubo de descarga:

245 .127=371 .859Q2

Q=0. 659m3 /sComo no se cuenta con un sistema de regulación que nos permita variar

el punto de operación (Variando los Alabes, variando las RPM, etc), tabulamos el caudal y la presión, incrementando la presión y disminuyendo el caudal progresivamenteDeterminación de la potencia de accionamiento:

Pa=0 . 9√3VI cosφPa=0 .9√3(219)5(0 .85)=1450 .89566W

Calculo de la potenciaPot=ΔP (Q )

Calculo de la eficiencia

η=PotPa

=ΔP(Q )

0 . 9√3VI cosφCURVAS CARACTERÍSTICASTablaCAUDAL

CURVA DEL SISTEMA

POTENCIA DE ACCIONAMIENTO PRESIÓN POTENCIA RENDIM. RENDIM. %

0 0 1450,89566 490,254 0 0 00,0659 1,61491298 1450,89566 465,7413 30,6923517 0,02115407 2,115407230,1318 6,45965194 1450,89566 441,2286 58,1539295 0,0400814 4,008140010,1977 14,5342169 1450,89566 416,7159 82,3847334 0,05678198 5,678198350,2636 25,8386077 1450,89566 392,2032 103,384764 0,07125582 7,125582240,3295 40,3728246 1450,89566 367,6905 121,15402 0,08350292 8,350291690,3954 58,1368674 1450,89566 343,1778 135,692502 0,09352327 9,352326690,4613 79,1307362 1450,89566 318,6651 147,000211 0,10131687 10,13168730,5272 103,354431 1450,89566 294,1524 155,077145 0,10688373 10,68837340,5931 130,807952 1450,89566 269,6397 159,923306 0,11022385 11,0223850,659 161,491298 1450,89566 245,127 161,538693 0,11133722 11,13372230,7249 195,404471 1450,89566 220,6143 159,923306 0,11022385 11,0223850,7908 232,54747 1450,89566 196,1016 155,077145 0,10688373 10,68837340,8567 272,920294 1450,89566 171,5889 147,000211 0,10131687 10,1316873

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CURVA CARACTERISTICA DEL VENTILADOR CENTRIFUGO

0

100

200

300

400

500

600

0 0,07 0,13 0,2 0,26 0,33 0,4 0,46 0,53 0,59 0,66 0,72 0,79 0,86

CAUDAL- m3/s

PR

ES

ION

- P

a

CURVA DEL VENTILADOR

CURVA DEL SISTEMA

POTENCIA

RENDIMIENTO

EJEMPLOS DE CONCLUSIONESi. La curva característica del ventilador nos muestra las condiciones de

operación tanto del ventilador y del sistema, la forma de las curvas es similar a lo expuesto en teoría.

ii. La curva trazada del ventilador se asemeja a una línea recta, esto es debido a que se fueron incrementando y disminuyendo a partir del punto de operación, esto genera inexactitud, pues la curva real debe ser similar a una parábola cóncava hacia abajo.

iii. El rendimiento del ventilador es muy reducido, debido a las pérdidas que existe tanto en la tubería de aspiración y en la de descarga.

EJEMPLOS DE RECOMENDACIONES

i. Podemos utilizar la placa de orificio con una alta confiabilidad, teniendo en cuenta de instalar adecuadamente los componentes y leer valores correctos en los ábacos

ii. Tomar datos y relacionarlos adecuadamente para obtener curvas mucho más reales y representativas.

iii. Si bien es cierto las de álabes rectos son menos eficientes, son mas adecuados para trabajos donde hay bastante polvo u otras suciedades y además es de fácil mantenimiento.

10. BIBLIOGRAFIA

Mecánica de Fluidos Merle Potter 3º Edición 2002http://www.monografias.comhttp://www.wikipedia.comhttp://www.geocities.com

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