Laboratorio ventilador axial

Páginas: 11 (2519 palabras) Publicado: 9 de abril de 2011
Índice

Introducción 3
Objetivos 3
Metodología Experimental 4
Cálculos y Resultados 5
Discusión del Resultado 11
Conclusiones 12
Bibliografía 13
Anexo 13

Introducción

Los ventiladores son dispositivos ampliamente utilizados en la industria. Su principal función es el movimiento de aire, basándose su funcionamiento en la entrega de energía mecánica al fluido a través de unrotor que gira a alta velocidad, lo que incrementa la energía cinética del fluido.

Los ventiladores pueden ser clasificados en dos grandes grupos: los ventiladores centrífugos y los ventiladores axiales. Son estos últimos, en particular, los que son sometidos a estudio en esta experiencia.

La particularidad de los ventiladores axiales, con respecto a los centrífugos, es que el aire ingresaa estos en la misma dirección en la que se encuentra el eje del el rotor de los mismos. Se utilizan para mover grandes cantidades de aire en espacios abiertos (fluido no confinado).

La principal aplicación de estos ventiladores se encuentra en el campo de la ventilación general, siendo llamados también extractores o inyectores de aire, pudiendo ser encontrados en los sistemas de ventilaciónde un edificio así como también al interior de un computador.

Objetivos

* Demostrar de forma teórica diversas ecuaciones, apoyados por los conocimientos obtenidos de forma empírica.
* Entender la relación existente entre presión y caudal para un ventilador.
* Entender la relación entre caudal y número de revoluciones del ventilador.
* De la misma forma entender la relaciónentre la diferencia de presión y las revoluciones del ventilador.
* Saber cómo es el rendimiento de un ventilador a medida que varía el caudal de aire.

Metodología Experimental

El siguiente esquema, sintetiza el equipamiento utilizado en el laboratorio:

El equipo cuenta con tubos de aspiración (1), los que conducen el aire al ventilador axial (2). Se tiene un tubo de salida (3) donde elaire evacúa, pero debe pasar antes por una válvula mariposa (4) que regula el caudal de aire a la salida.
El sistema cuenta además con sensores de presión, temperatura, regulador de tensión de tiristor para el control de las revoluciones del ventilador y sensor óptico para la medición de las revoluciones del ventilador.
Al verificar que todo estuviera bien conectado y en orden, se procedió aabrir por completo la válvula mariposa y se fue variando su ángulo, se trató de mantener constantes las revoluciones (algo difícil por conceptos de inercia y el retardo del computador para la entrega del número de revoluciones) y se registró el comportamiento de la diferencia de presión v/s caudal, lo que se representó en un gráfico. Con ello se puedo hacer también una relación entre la eficiencia ycaudal.
La segunda etapa consistió en ir variando el número de revoluciones dejando completamente abierta la válvula. Se observó lo que pasaba con el caudal de aire y las diferencias de presión a medida que las revoluciones experimentaban cambios, generándose una tabla y gráficos posteriores. Los sensores fueron fundamentales en toda la experiencia.

Cálculos y Resultados

1. Demuestre que∆Ptot = PS- PE, usando la ecuación de Bernoulli.

Tomando el Bernoulli entre el Punto Entrada y Salida queda la Siguiente ecuación:
BE+∆ptotρ*g=BS
PEρ*g+vE22*g+ZE+∆ptotρ*g=PSρ*g+vS22*g+ZS

Con:
P: Presión Estática.
Z: Altura sobre el plano de referencia.
v: Velocidad del fluido.
g: Gravedad.
ρ: Densidad.
∆P: Diferencia de presión ejercida por el ventilador

Ahora:
* La Entrada (E) esel punto fuera del tubo de aspiración.
* La Salida (S) es el punto en la superficie interna del tubo.
* Por diseño, ZE=ZS.
* Suponemos que las vE=vS≈0

PEρ*g+∆ptotρ*g=PSρ*g

* Ahora, como ρ=cte
∴ ∆Ptot = PS - PE

2. Demuestre que el caudal o velocidad del flujo de aire puede ser estimado solamente a través de la presión estática.

Partamos del Supuesto que no existe...
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