2013 Ventilador Centrifugo

8/12/2019 2013 Ventilador Centrifugo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

LABORATORIO N 3 : Ventilador centrifugo

CURSO : Laboratorio de Ingeniera Mecnica III

DOCENTE :

INTEGRANTES :

- NESTARES MUCHA RUBEN MICHAEL 20090137E

- RODRIGUEZ GARCIA WILLY JAVIER 19990276H

- ROMAN COLLADO CESAR ANTONIO 20102101E

SECCION : B

2013-II


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INTRODUCCIN

La presente experiencia de ventilador centrfugo consiste en determinar los parmetros

caractersticos de un ventilador centrfugo as como sus respectivas graficas.

La experiencia se realiz en el laboratorio de energa de la facultad de Ing. Mecnica

en la Universidad Nacional de Ingeniera, la experiencia se realiz bajo la supervisin del Ing.

Villavicencio.


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OBJETIVOS

Podemos resumir nuestros objetivos en:

El objetivo del ensayo es conocer la performance del ventilador centrfugo adiferentes RPM. Calcular RPM constante, diferentes valores de Q y H; nT,

potencia aerodinmica y la potencia el eje.

Se hace lo mismo con otros RPM para as obtener el diagrama topogrfico del

ventilador

Clculo de NQ,, cifra de caudal para cada punto. Es posible graficar vs

para cada RPM

En el punto de mejor eficiencia encontrar los respectivos valores de y Nq

Comprobar las leyes en los ventiladores


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FUNDAMENTO TERICO

TIPOS DE PRESIN

Presin esttica.- La presin esttica de un fluido en movimiento es la presin que medir uninstrumento que se desplazar con la misma velocidad que el fluido y en igual direccin y sentido:

es decir la presin esttica es la producida por el movimiento al azar de las molculas de un

fluido, pero no por el movimiento del fluido como un todo.

Presin de velocidad.- Es la fuerza por unidad de rea ejercida por el movimiento en conjunto

de un fluido sobre un plano perpendicular a la direccin del movimiento. Se mide con el propsito

de conocer velocidades caudales.

Presin total o de Estancamiento.- Es la suma de la presin esttica y velocidad. Se puedeentender como la presin que alcanza el fluido al sufrir un frenado isoentropico; en el caso de que

se trate de un flujo.

ECUACIN DE BERNOULLI

Al realiza un balance de energa entre dos puntos y considerando que se trata de un flujo

viscoso, permanente, adiabtico y unidimensional y, que no da ni recibe trabajo. Se obtiene la

siguiente ecuacin:

h+P+Z=

P+Z+

2g

V2-p1

22

11

21

Donde:

P/= altura de presin

V/2g = altura de velocidad, altura dinmica

Z = altura geodsica, altura potencial

hp = altura de prdidas


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ECUACIN DE NAVIER - STOKES

Esta ecuacin se obtiene cuando se hace el balance de todas las fuerzas que actan sobre

un fluido en movimiento. Para esto se debe considerar no solo la resultante de los esfuerzos

normales. El esfuerzo normal tiene que ver con la fuerza de compresin que acta sobre todo fluido.

Se obtiene la siguiente ecuacin:

VV.Vdt

dV=V.VV

3+V+VB

Donde:

B: fuerza msica

p: fuerza de presin

V: fuerzas viscosas

/3 (.V): fuerzas debido al flujo

dv/dt: aceleracin local

(V.): aceleracin convectiva

NUMERO DE REYNOLDS:

Es la relacin de la fuerza de inercia a la fuerza de friccin, normalmente en funcin de parmetros

geomtricos y del flujo adecuado.

Re= VL/

Donde:

: densidad del fluido

V : velocidad media del fluido

L : longitud

: viscosidad absoluta

LAS CARACTERSTICAS DE LOS FLUJOS

Son aquellas que tienen gran utilidad en el anlisis de problemas de tuberas complejos. Estas

lneas tienen su origen en la ecuacin de Bernoulli generalizada:

h+ Z+2g

Vf+=Z+

2g

V+ e0

20


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LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON

Establece que la fuerza por unidad de rea es proporcional a la disminucin de la velocidad con la

distancia y, que es la distancia medida a partir de la superficie con la que el fluido se encuentra en

contacto. Los fluidos que cumplen con esta ley se denominan fluido Newtonianos.

dy

dVx-=yx

TIPOS DE FLUJO

Flujo permanente. Es aquel flujo que se caracteriza porque las propiedades en cualquier de sus

puntos no cambia con el tiempo.

Fluido compresible e incompresible. Se dice que un fluido es incompresible cuando su

densidad se mantiene constante y es compresible cuando su densidad es variable.

Flujo Laminar.- Es cuando las partculas fluidas se desplazan siguiendo trayectorias paralelas

sin entrecruzarse unas con otras. Para flujos a travs de ductos se puede considerar que se trata

de un flujo laminar cuando tiene un nmero de Reynold menor que 2300.

Flujo Turbulento.-Es cuando las trayectorias de las partculas fluidas se cruzan y entrecruzan

continuamente luego se ver con ms detalle el flujo turbulento.

Flujo Interno.-Aquellos flujos que queden completamente limitados por superficies slidas (por

ejemplo, flujos a travs de conductos) reciben el nombre de flujos internos.

Ilustra el flujo laminar en la regin de entrada a un tubo de seccin transversal circular. El flujo es

uniforme en la entrada del tubo con velocidad U0. Debido a la condicin de no deslizamiento en

las paredes, la velocidad en ellas debe ser cero a lo largo de toda la longitud de la tubera. Se

desarrolla entonces, una capa limite sobre las paredes del conducto. La superficie slida ejerce

una fuerza cortante de accin retardadora sobre el flujo, de este modo, la velocidad del fluido a lo

largo del tubo disminuye, este efecto de la superficie slida sobre el flujo es cada vez ms

pronunciado a medida que se avanza en la longitud de la tubera.

Para un flujo incompresible, la velocidad en la lnea del centro del tubo debe incrementarse con la

distancia desde la entrada con objeto de satisfacer la ecuacin de continuidad. Sin embargo, la

velocidad promedio en cualquier seccin transversal esta dado por:


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A

Q

dA

dAVx

dA

dQVpromedioV

Debe ser igual a U0de tal modo que

= U0= constante

A suficiente distancia de la entrada al tubo, la capa limite generada sobre la pared del tubo

alcanza la lnea del centro. Esta distancia medida desde la entrada del tubo, recibe el nombre de

longitud de entrada. Ms all de la longitud de entrada, el perfil de velocidades no cambia al

incrementarse la distancia longitudinal x, y se dice que el flujo est totalmente desarrollado.

La forma que toma el perfil de las velocidades totalmente desarrollado depende de que el flujo

sea laminar o turbulento.Para un flujo laminar, la longitud de entrada, L, es una funcin del nmero de Reynolds.

D

D

L06.0

Donde:

D es el dimetro del tubo,

es la velocidad promedio,

es la densidad del fluido y

es su viscosidad.

Como se seal, en un tubo puede existir flujo laminar nicamente para nmeros de Reynold

menores que aproximadamente 2300. De este modo, la longitud de entrada para un flujo laminar

en un tubo puede resultar tan grande como:

138D=300)D(0.06)(20.06ReDL

Es decir, ms de 100 veces el dimetro del tubo. Si el flujo es turbulento, el mezclado entre

diferentes capas de fluido origina que el crecimiento de la capa limite sea mucho ms rpido. Los

experimentos sealan que el perfil de velocidades medias resulta totalmente desarrollado en una

distancia a partir de la entrada que va de 25 a 40 veces el dimetro del tubo. Sin embargo, las

caractersticas del movimiento turbulento pueden no desarrollarse sino hasta 80 mas veces el

dimetro del tubo.


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Flujo en Conductos.- El principal objetivo de esta seccin es calcular los cambios de presin

que se tienen en un flujo incompresible a travs de un tubo o conducto, y en general en sistemas

donde el flujo se encuentre confinado. Los cambios de presin en un sistema de esta naturaleza

pueden deberse, por una parte, a cambios en el nivel o bien a cambios en la velocidad (debido a

cambios en el rea de la seccin transversal) y por otra parte; al rozamiento.

Se concluye entonces que el principal inters en el anlisis de los flujos reales es tener en cuenta

ahora el efecto del rozamiento, este efecto consiste en una disminucin de la presin, es decir, en

la existencia de una prdida de presin comparada con el caso ideal de flujo sin rozamiento.

Para simplificar el anlisis, las prdidas se dividirn en prdidas mayores (debido al rozamiento en

un flujo completamente desarrollado que pasa a travs de segmentos con rea de seccin

transversal constante), y prdidas menores (debidas a la presencia de vlvulas, bifurcaciones,

codos, y a los efectos de rozamiento en aquellos segmentos del sistema cuya rea de la seccin

transversal no es constante).

Para desarrollar las expresiones matemticas que relacionen las prdidas mayores debidas al

rozamiento en conductos de rea de seccin transversal constante, consideraremos flujos

completamente desarrollados, es decir, flujos en los cuales el perfil de las velocidades no cambia

en la direccin del flujo. La cada de presin se presenta a la entrada de un tubo, se considerar

como una prdida menor.

FLUJO LAMINAR

El flujo en un tubo puede resultar laminar o turbulento, dependiendo del nmero de Reynolds. Para

un flujo laminar completamente desarrollado, el perfil de la velocidad es parablico, como se

demostr anteriormente. De este modo:

Vx = A + By + Cy2

O tambin se puede escribir en funcin del radio; que considera como origen el centro del ducto:

2

1R

rUUx

MX


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FLUJO TURBULENTO

El flujo turbulento hasta la actualidad no se encuentra completamente estudiado porque las

variables que agrupa el problema son muchas y los mtodos para el anlisis no dan soluciones al

problema; pero se tiene mucha informacin experimental que ha permitido correlacionar este tipo de

informacin y es la que a continuacin se expone.

Para hallar los perfiles de velocidad es preciso disponer de alguna expresin para el esfuerzo

cortante. Con este fin se han utilizado diversas relaciones semiempricas que mencionamos a

continuacin:

Viscosidad de remolino de Boussinesq, Boussinesq enfoco este problema en primer lugar. En

el caso de un flujo turbulento paralelo bidimensional y permanente estableci la hiptesis que:

yVA=aprox zyz

.

Donde A es el coeficiente de la viscosidad de remolino

Esta formula eficiente al caso d e un flujo laminar en que es aplicable el principio de Newton, ya

que la expresin anterior es idntica a la ley de esfuerzo cortante de Newton.

El coeficiente de viscosidad es una propiedad que depende caso enteramente del tipo de fluido y

de la temperatura. Esto era de esperar debido a la naturaleza microscpica de su origen.

Sin embargo, la viscosidad macroscpica, depende de un modo importante de las condiciones

locales del flujo.

PERDIDA PRIMARIAS Y SECUNDARIAS

PRDIDA DE CARGA EN UNA TUBERA

Se considera como prdidas primarias y para calcular las prdidas de carga en una tubera se

utilizara la ecuacin de DarcyWeisbach:

2g

V

D

Lf=hf

2


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Donde f es un coeficiente de friccin que se determina experimentalmente de modo que satisfaga

la ecuacin de Bernoulli modificada, adems depende del nmero de Reynold y de la rugosidad

relativa de la tubera (= e/D).

Para encontrar estos valores de f se cuenta con un diagrama, llamado diagrama de Moody donde

se encuentran valores de f para distintos tipos de tuberas; tambin se conoce una ecuacin

emprica que da una muy buena aproximacin del coeficiente de friccin y es la conocida

ecuacin de Colebrook; y es la siguiente:

71.3Re

51.2log2

1

ff

El cual es vlido para Re > 4000; es decir para un flujo turbulento; y puede ser resulto iterando la

ecuacin.

PERDIDA DE CARGA EN ACCESORIOS

Las prdidas en los accesorios varan segn su forma, el dimetro de la tubera, y las condiciones

en las superficies interiores de estos accesorios.

Cuando el agua fluye por un codo se provocan turbulencias y vrtices secundarios y los efectos

continan en una distancia considerable aguas abajo del codo.

Las prdidas se calculan mediante la siguiente frmula:

g

VKhs

2

2

LNEAS DE ALTURA PIEZOMETRICAS Y DE ALTURA TOTALES

Los conceptos de lneas de altura piezomtricas y de altura totales son tiles en el anlisis de

problemas complejos de flujo. Si en cada punto a lo largo de un sistema de tuberas se

determina el valor de P/ y se lleva verticalmente hacia arriba desde el centro de la tubera, el

lugar de los puntos extremos es la lnea de altura piezomtricas. Con mas generalidad, si se

hace la suma

zP


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Y se lleva grficamente como ordenada, tomando como abscisa la longitud de la tubera se

obtienen la lnea de altura piezomtricas.

La lnea de altura piezomtricas es el lugar de las alturas a las que subira el lquido en tubos

verticales conectados a agujeros piezomtricos situados en la tubera. Cuando la presin en la

conduccin es menor que la atmsfera P/ es negativo y la lnea y la lnea de altura

piezomtricas esta por debajo de la tubera.

La lnea de altura total es la lnea que une la serte de puntos que sealen la energa total en

cada punto de la tubera tomada como ordenada, llevada en correspondencia a la longitud de

la tubera tomada como abscisa. Es el grafico de

zP

g

v

2

2

Para cada punto de la conduccin. Por definicin, la lnea de alturas totales est siempre

verticalmente por encima de la lnea de alturas piezomtricas a una distancia de v2/2g,

depreciando el factor de correccin de la energa cinemtica.

CALCULO GRAFICO DE LA VELOCIDAD MEDIA

Mediante el tubo de pitot en una seccin circular a lo largo del dimetro medimos las

presiones de velocidad y luego lo pasamos a unidades de velocidad.

Para una seccin cualquiera: dQ = V dA

AA rvdrdrVQ2

2

Como tambin se cumple: Q = VmA = Vm R2

Igualando:

2

22

R

rdvVm

r

o

Si graficamos las velocidades en funcin de r2:


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El rea bajo la curva es:

rea= 2 2

0

2r

rdV

Luego en 2:

Vm=22 R

diagramaArea

Y el caudal puede hallarse de:

CAUDAL CON EL TUBO PITOT

El tubo pitot como se mencion permite calcular el caudal gracias a que nos permite tener la

velocidad:

hg

VPP estticototal 2

2

Luego la velocidad en el punto donde se realiza la medicin es:

hgV 2

Como el manmetro contiene un fluido diferente al que circula; debe convertirse el h en una

altura equivalente de fluido.

La velocidad hallada se afecta de un coeficiente de calibracin C para el tubo; pero como

0.98 < C < 1.02, normalmente se considera C = 1 cuando se usan fluidos incompresibles se

usa un grfico de correccin de velocidades


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EQUIPOS UTILIZADOS

1. Sistema de ductos de hierro galvanizado, =12 pulg

2. Ventilador acoplado a un motor de 2 HP

3. Tubo de pitot montado en el ducto.4. Un manmetro Pitot de precisin 0.001 pulg H2O

5. Un manmetro inclinado marca Dwyer, 0-1 (+/- 0.01), 1-10 (+/- 0.1) pulg H20

6. Motor Elctrico:

Potencia 2 HP

Voltaje 230/460 voltios

Intensidad 7.2/3.6 amperio

Velocidad de Giro 1800 RPM

Frecuencia 60 Hz

VENTILADOR CENTRIFUGO


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MOTOR ELECTRICO


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PROCEDIMIENTO

1. Marcar las 8 posiciones distintas del cono regulador de caudal, para las cuales se realizara

la experiencia. Para obtener 8 condiciones de funcionamiento para cada RPM.

2. Nivelar el micrometro diferencial y conectarlo al tubo de pitot.

3. Chequear que el indicador de variacin de velocidad en el equipo de cambio de velocidad,

este al mnimo.

4. Nivelar la plataforma para que el medidor del torque reactivo del motor electrico marque

cero.

5. Sujetar la plataforma basculante para evitar el golpe producido por el arranque al encender

el motor.

6. Encender el motor y fijar una velociadad.

7. Se coloca el cono en la primera posicion marcada previamente.

8. Para cada posicin del cono, tomar los siguientes datos: presion de velocidad, presin total

(en el tubo de pitot, leido en el micrmetro diferencial), el torque reactivo del eje del

ventilador y las RPM alas que gira el motor.

9. Repetir lo mismo a partir del paso 7 para diferentes RPM. Pueden ser 4 o mas.

10.Una vez realizadas la experiencia, llevar la velocidad de rotacin al mnimo y apagar elmotor.


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Ubicacin de los puntos a la salida delventilador

Medicin de la presin en el manmetroinclinado


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DATOS REGISTRADOS:

N=2300 RPM N=1810 RPM

Pentr

(in H2O)

Psal

(in H2O)

Pentr

(in H2O)

Psal

(in H2O)

0,04 0,025 0,01 0,015

0,03 0,14 0,01 0,087

0,02 0,243 0,01 0,154

0,02 0,299 0,01 0,195

0,01 0,343 0,01 0,21

0,01 0,372 0,005 0,232

0,005 0,415 0,005 0,252

0,005 0,43 0 0,267

RESULTADOS Y CALCULOS

Condiciones ambientales y formulas utilizadas

Presin baromtrica = 754 mmHgT.B.S. = 16.1F

T.B.H. = 15.5 F

Segn tablas y diagramas (ver anexo) usando la temperatura de bulbo seco, se tienen entonceslas propiedades del aire: Densidad = 1.2 Kg/m

3

Viscosidad Abs. = 1.8x10-5 Kg/m.s

Formulas utilizadas:

2

max

2 [m/s]

H O

Aire

g hC

Donde:

h: altura de agua medida en el manmetro pitot [mH2O]

g: gravedad (=9.81 m/2)

2H O : Densidad del agua (=1000 kg/m

3)

Aire : Densidad del aire (=1.2 Kg/m3)


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Valores de Cmax para cada punto y tambin modificando las RPM

N = 2300 RPM N=1810 RPM

Psal (in)

[in H2O]

Cmax

[m/s]

Psal (in)

[in H2O]

Cmax

[m/s]

0,025 3,2221 0,015 2,49590,14 7,6250 0,087 6,0108

0,243 10,0457 0,154 7,9972

0,299 11,1432 0,195 8,9990

0,343 11,9350 0,21 9,3387

0,372 12,4293 0,232 9,8157

0,415 13,1280 0,252 10,2300

0,43 13,3632 0,267 10,5301

max [m/s]medioC K C

Donde:

Cmedio= velociad media en la seccin (m/s)

K = constante de correccin para obtener la velocidad.

0.5 para flujo laminar

0.82para flujo turbulento

N = 2300 RPM N=1810 RPMCmax

[m/s]

Cmedio

[m/s]

Cmax

[m/s]

Cmedio

[m/s]

3,22215 2,64216 2,49587 2,04661

7,62500 6,25250 6,01084 4,92889

10,04567 8,23745 7,99717 6,55768

11,14324 9,13745 8,99897 7,37916

11,93501 9,78671 9,33868 7,65772

12,42932 10,19204 9,81567 8,04885

13,12804 10,76499 10,23001 8,38861

13,36318 10,95781 10,53007 8,63466

Calculo del Reynold

Re Cmedia D

Donde:


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D = 0.3048 m y aire a 20C = 0.15x10-4

m2/s

N = 2300 RPM N=1810 RPM

Cmedio

[m/s]Re

Cmedio

[m/s]Re

2,642 53688,751 2,047 41587,1276,252 127050,773 4,929 100155,065

8,237 167384,959 6,558 133251,975

9,137 185673,057 7,379 149944,520

9,787 198865,915 7,658 155604,782

10,192 207102,224 8,049 163552,537

10,765 218744,600 8,389 170456,499

10,958 222662,725 8,635 175456,283

Calculo del caudal:

2 3 [m / ]

4Q A Cmedia Cmedia D s

Donde: D = 0.3048 m

N = 2300 RPM N=1810 RPM

Cmedio

[m/s]

Q

[m3

/s]

Cmedio

[m/s]

Q

[m3

/s]2,642 0,19278819 2,047 0,14933309

6,252 0,45622011 4,929 0,3596417

8,237 0,60105408 6,558 0,47848769

9,137 0,66672387 7,379 0,5384281

9,787 0,71409743 7,658 0,55875325

10,192 0,74367277 8,049 0,58729243

10,765 0,78547879 8,389 0,61208351

10,958 0,79954818 8,635 0,63003698


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Calculo De La Altura Efectiva

[m aire]aguat

salida

aire

PP

N = 2300 RPM N=1810 RPM

Psal

[in H2O]

Psal

[in H2O]

0,025 0,52740864 0,015 0,31644518

0,14 2,95348837 0,087 1,83538206

0,243 5,12641196 0,154 3,24883721

0,299 6,30780731 0,195 4,11378738

0,343 7,23604651 0,21 4,43023256

0,372 7,84784053 0,232 4,89435216

0,415 8,75498339 0,252 5,31627907

0,43 9,07142857 0,267 5,63272425

2

max [m aire]2

aguaentrada

aire

CP

g

N = 2300 RPM N=1810 RPM

Pentr

[in H2O]

Pentr

[in H2O]

0,04 0,84385382 0,01 0,21096346

0,03 0,63289037 0,01 0,21096346

0,02 0,42192691 0,01 0,21096346

0,02 0,42192691 0,01 0,21096346

0,01 0,21096346 0,01 0,21096346

0,01 0,21096346 0,005 0,10548173

0,005 0,10548173 0,005 0,10548173

0,005 0,10548173 0 0


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Altura de presin esttica.

2

max- [m aire]2

e tP P C

g

N= 2300 RPM N=1810 RPM

-0,316445183 0,105481728

2,320598007 1,624418605

4,70448505 3,037873754

5,885880399 3,90282392

7,025083056 4,219269103

7,636877076 4,788870432

8,649501661 5,210797342

8,965946844 5,632724252

Altura de velocidad media en la seccin.

22

2 [m]2 2

mediaCC

g g

N = 2300 RPM N=1810 RPM

Cmedia

Cmedia

0,35581 2,64216 0,21349 2,04661

1,99255 6,25250 1,23822 4,92889

3,45849 8,23745 2,19180 6,55768

4,25551 9,13745 2,77533 7,37916

4,88174 9,78671 2,98882 7,65772

5,29448 10,19204 3,30193 8,04885

5,90647 10,76499 3,58658 8,38861

6,11996 10,95781 3,80007 8,63466


22/29

Altura de presin total en la seccin:

2

2 - [m]2

t eP P C

g

N= 2300 RPM N=1810 RPM

0,039366484 0,318968728

4,31314334 2,862643205

8,16297445 5,229673621

10,14138793 6,67815492

11,90681912 7,208087103

12,93135468 8,090802699

14,55597533 8,797378942

15,08590751 9,432792852

Calculo de las perdidas.

2

10.02 [m aire]

2

mediaCLhpD g

N = 2300 RPM N=1810 RPM

hp1[m aire]

Cmedia[m/s]

hp1[m aire]

Cmedia[m/s]

0,05837 2,64216 0,03502 2,04661

0,32686 6,25250 0,20312 4,92889

0,56734 8,23745 0,35955 6,55768

0,69808 9,13745 0,45527 7,37916

0,80081 9,78671 0,49029 7,65772

0,86852 10,19204 0,54166 8,04885

0,96891 10,76499 0,58835 8,38861

1,00393 10,95781 0,62337 8,63466


23/29

2

2 [m aire]

2

mediaChp Kg

Donde : K= 0.8

N = 2300 RPM N=1810 RPM

hp2[m aire]

Cmedia[m/s]

hp2[m aire]

Cmedia[m/s]

0,28465 2,64216 0,17079 2,04661

1,59404 6,25250 0,99058 4,92889

2,76679 8,23745 1,75344 6,55768

3,40441 9,13745 2,22026 7,37916

3,90539 9,78671 2,39105 7,65772

4,23558 10,19204 2,64155 8,04885

4,72518 10,76499 2,86927 8,38861

4,89597 10,95781 3,04005 8,63466

Altura efectiva (H):

22 1 [m]

tP

H hp hp

N= 2300 RPM N=1810 RPM

H

[m]

H

[m]

108,24176 67,99212

Calculo de la potencia aerodinmica:

N

[RPM]

H

[m]

Q

[m3/s]

P

[HP]

2300 108,24176 0,61994793 1,06307

1810 67,99212 0,48925709 0,52700


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Potencia al eje del ventilador.

[HP]725.5

T RPMBHP

N

[RPM]

T

[lbf-pulg]

T

[N-m]

BHP

[HP]

2300 2,63 1,19545455 3,78986279

1810 2,55 1,15909091 2,89173611

Eficiencia del ventilador:

t

Pn

BHP

N

[RPM]

P

[HP]

BHP

[HP]nt

2300 1,063073 3,789863 0,280504

1810 0,526998 2,891736 0,182243

Entonces la eficiencia del ventilador es un promedio de estos valores

nt= 35, 62 %

Calculo de las cifras Nq

3/4

RPM QNq

H


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N

[RPM]

H

[m]

Q

[m3/s]Nq

2300 108,24176 0,61994793 53,964643

1810 67,99212 0,48925709 53,469139

Entonces Nq es un promedio de estos valores

Nq=52,6174

Calculo de cifra de presin :

2

2

2g H

U

Previamente se calcula

260

D RPMU

N

[RPM]

U2[m/s]

H

[m]

2300 40,9455 108,24176 1,266721

1810 32,2223 67,99212 1,284823

Entonces es un promedio de estos valores

=1,339

Calculo de la cifra de caudal:

2

24

Q

DU


26/29

Q

[m3/s]

U2[m/s]

0,619948 40,945520 0,166763

0,489257 32,222344 0,167237

Entonces es un promedio de estos valores

=0,1715


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CONCLUSIONES

De la grfica de las lneas piezomtricas para las prdidas a lo largo de los ductos desuccin y descarga se comprob que las prdidas aumentan cuando se incrementan lasrevoluciones por minuto.

Observando la grfica V vs. r2 , se puede decir que el perfil est totalmentedesarrollado y se comporta ya como un flujo turbulento.

De la grfica de f y Re, concluimos tambin que nos encontramos con un flujoturbulento en transicin.

De la grfica V vs. r2se obtuvo la velocidad media para cada caso (mtodo del rea),

la cual comparada con la aproximacin muy usada en ingeniera para un flujoturbulento Vm = 0,817 Vmx., se observ que el error cometido fue inferior del 6%, lo

que quiere decir es que la aproximacin usada es vlida para casos prcticos que no

requieran mucha precisin.

Segn las relaciones caractersticas ingenieriles, encontramos que nos demuestran queestamos hablando claramente de flujos totalmente desarrollados y turbulentos. Lacontradiccin ocurrida debido a que K (constante hallada experimentalmente. Fox-McDonald - pag. 380) es diferente de 2.5 es debido que este resultado se obtuvo alexperimentar usando tuberas casi lisas y usando el agua como fluido, en cambio en

nuestro caso, usamos un ducto casi rugoso, y aire como fluido.

La rugosidad absoluta hallada es el cudruple que la encontrada en el mismo ductopero nuevo; principalmente debido que el sistema de ductos es tan antiguo comousado.

El error hallado es debido probablemente a que los instrumentos utilizados para medirlas presiones de velocidad dado su tiempo de uso no estn debidamente calibrados y

sus lecturas han perdido precisin.

Se puede comprobar con los datos obtenidos y haciendo una grafica experimentalesta sigue una tendencia parecida a la del diagrama de Moody; a medida que el

nmero de Reynolds aumenta, el factor de rozamiento disminuye.

Las prdidas por carga son directamente proporcionales a la velocidad media del flujoy por lo tanto proporcionales a las rpm del ventilador.


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RECOMENDACIONES

Tomar las mediciones con el manmetro con precisin y rpidamente para evitar quese recaliente el motor del ventilador.

Para mejorar la toma de datos, se debera cubrirse la toma de presin del ducto cuandojusto estas no se usen, ya que por aqu hay escape de aire y presin.

Para evitar hacer uso de planmetros, es mas practico calcular la velocidad mediasiguiendo estos simples pasos : (tubera de radio R) :

Usando el tubo de pitot hacer diez tomas de velocidad de la siguiente forma:

TomaDistancia al

extremo

V (pulg

H2O)Toma

Distancia al

extremo

V (pulg

H2O)

1 0.051 R V1 6 1.316 R V6

2 0.163 R V2 7 1.548 R V7

3 0.293 R V3 8 1.707 R V84 0.452 R V4 9 1.837 R V9

5 0.684 R V5 10 1.949 R V10

Entonces la velocidad media ser :10

10

1

i

Vi

Vm (pulg H2O)

Colocar un pitot en el ducto de succin, permitira de manera didctica comprobarcmo se desarrolla el perfil turbulento durante la succin

OBSERVACIONES

El error hallado es debido probablemente a que el sistema de ducto donde se midepresiones de velocidad dado su tiempo de uso en sus agujeros el ducto se encuentransucios y obstruidos sus lecturas han perdido precisin.

Se puede comprobar con los datos obtenidos y haciendo una grafica experimentalesta sigue una tendencia parecida a la del diagrama de Moody; a medida que el

nmero de Reynolds aumenta, el factor de rozamiento disminuye.

Las prdidas por carga son directamente proporcionales a la velocidad media del flujoy por lo tanto proporcionales a las rpm del ventilador.


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BIBLIOGRAFA

MANUAL DE LABORATORIO DE INGENIERA MECNICA III.

MECNICA DE FLUDOS UGARTE

MECNICA DE FLUDOS FOX - McDONALD

FLOW OF FLUIDS CRANE

DWYER CATALOG 2001 DWYER INSTRUMENTS, INC.

2013 Ventilador Centrifugo

Documents

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