Eficiencia en ventilador

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Calculo de la Eficiencia de un Ventilador Radial
Ventilador con dos rodetes y un solo motor
Juan Eduardo Machado Martínez Lunes 23 de noviembre de 2009

Introducción Se detallaran los procedimientos necesarios para obtener las mediciones que serán útiles para la determinación de la eficiencia del ventilador. Se comenzara con la obtención de las presiones de salida, podemos calcular lapresión total con el tubo de pitot, y la presión estática con el tubo de venturi, lo que nos llevara a encontrar la presión dinámica. Obtención de la presión total: Para obtener la presión total, es necesario colocar el tubo de pitot de la forma mostrada en la ilustración 1:

Ilustración 2: Representación del desplazamiento de las columnas de agua en el tubo pitot.

Una vez que obtenemos H1 podemosencontrar el valor de la presión total ya que:
ptotal 
H 2O gH 1

(1)

Obtención de la presión estática: Nuevamente se enciende el ventilador lo que ocasionara un desplazamiento respecto a su posición inicial de las columnas de agua en el tubo de venturi, representado en la siguiente ilustración.

Ilustración 1: Colocación correcta de los tubos pitot y venturi en la salida.

Una vezcolocado se enciende el ventilador, con lo que la velocidad de salida del aire provocara un desplazamiento en las columnas de agua, representados en la ilustración 2, llamaremos a la diferencia de alturas H1.

Ilustración 3: Representación del cambio en las columnas de agua al encender el ventilador.

Donde H2 representa la diferencia de alturas entre las columnas. Una vez medido H2 podemosobtener la presión estática:

pestatica 

H 2O gH 2

(2)

Obtención de la presión dinámica: Una vez que tengamos la presión total y la estática podemos deducir la presión dinámica debido a que:
ptotal  pestatica  pdinamica

Ilustración 4: Señalamiento del área de salida en el ventilador.

(3) Ahora nos enfocaremos a encontrar las distintas velocidades que componen al triangulo develocidades, la primera velocidad que obtendremos será Cm2 , esto es debido a que podemos igualar el caudal de salida del ventilador Qs con el caudal de salida del rodete Q2 de la siguiente manera:
Qs  Q2 vs As  Cm2A2

Entonces despejando a pdinamica de (3) podremos encontrar su valor, quedando de la siguiente forma:
pdinamica  ptotal  pestatica

(4)

La razón de encontrar la presióndinámica de salida se debe a la definición de la presión dinámica, que es la siguiente:
pdinamica 
aire 2 vs

(8)

2

(5)

Donde A2 representa la superficie del Donde vs representa la velocidad de salida del aire, que es un dato que nos ayudara a saber el caudal que genera el ventilador, despejando a vs de (5) tendremos:
vs  2pdinamica
aire

rodete en el diámetro exterior definida como:A2  DE L

(9)

(6)

Donde DE representa el diámetro exterior del rodete y L denota la altura del cilindro del rodete. Entonces mediante un despeje podemos obtener la velocidad Cm2 que representa la proyección de la velocidad absoluta del agua sobre el radio en el punto 2 del rodete:
Cm2  As A2 vs

Entonces ahora podemos obtener el caudal, que sabemos se define de la siguiente manera:Qs  As vs

(7)

Donde As representa el área de la salida, mostrada en la siguiente ilustración.

(10)

Una vez que hemos encontrado el valor de Cm2 podremos encontrar el valor de
Cm1 ,

Hu 

U 2Cu2  U 1Cu1 g

(14)

esto se logra igualando los caudales

en los puntos 1 y 2 del rodete, de la siguiente manera:
Q1  Q2 ACm1  A2Cm2 1

Donde U 1 y U 2 representan lasvelocidades de rotación en los puntos 1 y 2 respectivamente, que en general se pueden definir de la siguiente manera:
U  r

(11)

(15)

Donde A1 se define como la superficie del rodete en el punto 1, esto es:
A1  DI L

En la ecuación también se presentan Cu1 y
Cu 2 las

cuales representan la proyección

(12)

Donde DI representa el diámetro interior del rodete, y L la altura del...
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