estudiante





LEYES DEL VENTILADOR


Conversión de la función del ventilador:

Hay ciertas leyes generales que son usadas para convertir la función de un ventilador de un grupo de variables (como el tamaño, la velocidad y densidad del gas) a otra función. Supongamos que un ventilador de cierto tamaño ha sido ensayado y su función ha sido diseñada para una densidad de aire standard de 0.075 Lb/ft.Luego podemos computar la función de otro ventilador geométricamente similar convirtiendo la información de su función de acuerdo con estas leyes sin necesidad de ensayar éste segundo ventilador.

Las llamamos LEYES GENERALES DE LOS VENTILADORES porque aplican a cualquier tipo de ventilador: de flujo axial, centrifugo y ventiladores de flujo mixto, ventiladores de techo, sopladores de flujocruzado y sopladores de vórtice.

Ya hemos visto que la función de un ventilador puede ser presentada en el catálogo de 2 maneras:

1- En la forma de la gráfica de funcionamiento, como en la figura 4.39, mostrando presión estática, freno de caballo de fuerza, eficiencia y nivel de ruido Vs volumen de aire.

2- En la forma de tabla de clasificación, como la tabla 4.3 mostrando el volumen delaire, velocidad del ventilador, HP del freno a ciertas presiones estáticas.


La gráfica de funcionamiento es de presentación original. Es el resultado de una prueba en el ventilador. La tabla de clasificación fue derivada de la gráfica de funcionamiento usando las leyes del ventilador. El cálculo de tablas de clasificación son una aplicación importante de dichas leyes. Sin embargo las leyes sonutilizadas con otros propósitos como la conversión de un requerimiento del cliente de alta temperatura a densidad standard del aire del catálogo o también la predicción del funcionamiento de un nuevo diseño de ventilador.


Variación en la velocidad

Para convertir el funcionamiento de un ventilador de una velocidad a otra, tomamos el número de puntos de la gráfica de funcionamiento yconvertimos la correspondiente información para volumen de aire, presión estática, HP del freno, eficiencia y nivel de ruido de la velocidad de la gráfica a la velocidad deseada usando las siguientes reglas:

El volumen de aire (cfm) varía directamente con la velocidad

cfm2 = rpm2
cfm1 rpm1

Las presiones varían con el cuadrado de la velocidad


sp2 = rpm2 exp 2
sp1rpm1 exp 2


El freno HP varía con el cubo de la velocidad

bhp2 = rpm2 exp 3
bhp1 rpm1 exp 3

la eficiencia permanece constante pero, por supuesto, cambia sus valores de acuerdo con el nuevo volumen de aire.

El nivel de ruido se aumenta o reduce 50 veces el logaritmo (base 10) de la relación de velocidad:

N2-N1 = 50 log10 Rpm1
Rpm2

En este punto, trescosas deben ser notadas:

1- Todas las presiones varían con el cuadrado de la velocidad: la estática, la velocidad y las totales.
2- Todas las fuerzas varían con el cubo de la velocidad. El HP del freno y el HP del aire.
3- Los exponentes se suman: 1 (el del volumen aire) más 2 (presión estática) es igual a 3 (HP del freno).

Esto no es coincidencia. El HP del aire es proporcional alproducto del volumen del aire y la presión total. Por lo tanto, si el volumen varía con la primera potencia de la velocidad y la presión total varía con la segunda potencia de la velocidad, su producto (HP del aire) debe variar con la tercera potencia de la velocidad, y si el HP del aire varía así, de la misma forma debe variar el HP del freno. Aquí está un ejemplo de como estas reglas son aplicadas.Tomemos la gráfica de funcionamiento mostrada en la figura 4.57 para un ventilador de aspa axial de 27 in a 1750 rpm y rediseñado en la figura 5.1 con las cuatro curvas de funcionamiento (presión estática, HP del freno, eficiencia y nivel de ruido) en líneas punteadas. Cuál será el funcionamiento de este ventilador de aspa axial de 27 in si lo trabajamos con una velocidad aumentada en un 50% a 2625...