Seleccion de un ventilador

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

TAREA ACADÉMICA
CURSO DE TURBOMAQUINAS Y MAQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

SELECCIÓN DE UN VENTILADOR PARA UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE AIRE

Pedro Rivas Nieto 20062253
Roberto Paredes Hugo 20080235
Agustín Lozano Salas 20070376
Víctor Zuñiga Larco 20069019
Willy Quispe Atanacio 20087105

1. ObjetivosEl objetivo de la siguiente tarea académica es aplicar los conceptos aprendidos en el curso para dimensionar el rotor de un ventilador para un sistema de extracción de aire con campana, además se seleccionará un ventilador aplicable de un catálogo.

2. Procedimiento

Se calculará la altura manométrica del sistema, para esto, se dimensionará el sistema de conductos y se hallarán las pérdidaspor fricción y por entrada en la campana, va diferencia de altura debida a la diferencia de velocidades y la altura física del sistema.
El caudal se calculará de acuerdo a las necesidades de extracción y las dimensiones de la campana, combinados con los valores aceptables para velocidades de captura y transporte en la tubería.
Como los valores de caudal y altura manométrica se elige un valor derpm según los motores disponibles y se procede a dimensionar el rotor.
Usando la velocidad específica y las ecuaciones de transferencia de energía así como los triángulos de velocidad y salida del rotor, se puede relacionar los valores de velocidad tangencial, relativa y radial a la entrada y salida del rotor.
Finalmente y de forma alternativa se seleccionará un ventilador de los disponibles enel mercado

3. Dimensionamiento general

* Diámetro de los conductos (Dc):
Para esta instalación se usarán conductos de acero galvanizado de Dc=260mm de diámetro interno.
Asi mismo su área será:
Ac=πDc24=0.0534m2

* Caudal (Q):

El caudal que ingresa por la campana, cuando esta se halla con uno de sus lados de medida L pegado a una pared se puede calcular de la siguientemanera, considerando Vc=0.55m/s:

Q=L+2WVc=1+2*0.5*0.55=1.1m3s

* Velocidad de transporte (Vt):
Es la velocidad que tendrá el aire en los conductos, como el caudal se mantendrá constante para el sistema, se puede hallar la velocidad en los ductos con el caudal y el área de los ductos.
Vt=QAc=1.10.0534=20.7ms
* Velocidad del motor del ventilador (N) o (w):
Para este sistema, seutilizará un motor de N=1800rpm disponible en el mercado, para ese valor, la velocidad angular es w=188.5(rad/s)
* Altura del plenum (hplenum):
Es la altura que debe tener el plenum de la campana y se calcula asumiendo un angulo de inclinación de 45°:
Hplenum= (L-Dc)/2 = (1-0.26)/2 = 0.37m
* Conducto en forma de codo
Este elemento se eligió para que tuviera un radio de curvatura R de R=2Dc,la perdida por fricción en este elemento se determinó también como una fracción de la presión de velocidad, para este caso un codo de 90°:

En este casto el la pérdida por fricción en el codo, vendría a ser hcodo = 0.27Pv.

* Pérdida de presión en la campana:
En la campana existirá una pérdida de presión también, la cual según la bibliografía para una campana suspendida es un 25% de lapresión de velocidad en los conductos, es decir hcampana=0.25Pv.

4. Calculo de la altura del sistema
* Perdida de presión en la campana:
hfcampana=0.25Pv=0.25(Vt4.034)2=0.25(20.724.034)2=6.59 mmH2O

* Perdida de presión para 2.5mts de tubería
hftuberia=518.72Vt1.8D1.18*Lt100=518.7220.721.82601.18*2.5100=4.29 mmH2O

* Perdida de presión para codo con D=0.26m y R=2Dhfcodo=0.27Pv=0.27(Vt4.034)2=0.27(20.724.034)2=7.12 mmH2O

* Diferencia de presiones debido al a velocidad de entrada y salida
hv=Vs2-Vc22g*ρaireρagua= 20.722-0.5522*9.81*1.21000*1000= 26.24 mmH2O

* Diferencia de alturas en el sistema
he=z2-z1*ρaireρagua*1000=2.89*1.21000*1000=3.47mmH2O

* Altura total del sistema:
Hvent=hfcampana+hftuberia+hfcodo+hv+he=6.59+4.29+7.12+26.24+3.47=47.71 mmH2O...