Ensayo En Ventiladores

Informe de laboratorio de Calefacción I

“Ensayo de Ventiladores”

E981

Profesor: Diego Oyarzún Dinamarca

Alumno: Eduardo Bello Román

Índice.

1. Resumen del contenido del Informe. 5

2. Objetivo de la experiencia. 5

2.1. Objetivo general. 5

2.2. Objetivos específicos. 5

3. Características técnicas de los Equipos e Instrumentos empleados. 5

3.1. Tablero eléctrico. 5

3.2. Dinamómetro. 6

3.3. Motor eléctrico. 6

3.4. Equipo Moto-Ventilador. 6

4. Descripción del método seguido. 7

5. Presentación de los resultados. 8

6. Discusión de los resultados, conclusiones y observaciones personales. 10

7.

8. Apéndice. 11

8.1. Teoría. 11

8.1.1. Coeficiente de centro C y caudal del ventilador Q. 12

8.1.2. Presión total y velocidad del centro del ducto VC. 12

8.1.3. Velocidad media del aire. 13

8.1.4. Altura de referencia h2. 13

8.1.5. Densidad del aire. 13

8.1.6. Potencia mecánica. 13

8.1.7. Potencia eólica. 13

8.1.8. Potencia eléctrica. 14

8.2. Desarrollo de los cálculos. 14

8.2.1. Altura de referencia h2. 14

8.2.2. Calculo de la densidad del aire. 14

8.2.3. Calculo de HDA. 14

8.2.4. Calculo de velocidad del centro del ducto VC. 14

8.2.5. Calculo de velocidad media del aire. 14

8.2.6. Calculo del coeficiente de centro del ducto. 15

8.2.7. Caudal del ventilador Q. 15

8.2.8. Calculo de potencia mecánica ó en el eje. 15

8.2.9. Calculo de potencia eólica. 15

8.2.10. Calculo de potencia eléctrica. 15

8.2.11. Perfil de velocidades. 16

8.3. Tablas de datos. 17

9. SELECCIÓN DE VENTILADORES..........................................................................................22

10. Bibliografía............................................................................................................................23

Resumen del contenido del Informe:

En el presente informe se entrega información elemental sobre el ventilador centrífugo del equipo moto-ventilador, los elementos a utilizar para realizar el ensayo y como usarlos. Todo esto para determinar el coeficiente de centro del ducto por donde circula el aire a cierta velocidad y temperatura.

Para poder visualizar de una mejor manera los resultados se presentaran graficas, es decir, las curvas características de funcionamiento de un ventilador centrífugo. Con los resultados y gráficas se llegaran a las conclusiones.

Objetivo de la experiencia.

Objetivo general.

Observar y experimentar el funcionamiento real de un Ventilador Centrífugo, a través de sus curvas características.

Objetivos específicos.

Determinar el coeficiente de centro.

Graficar y analizar curvas características de funcionamiento del ventilador para 2000 rpm.

Graficar y analizar la variación de la potencia eléctrica con el caudal.

Graficar y analizar la variación de la potencia mecánica con la potencia eólica.

Graficar el perfil de velocidades en el ducto.

Selección de un ventilador.

Características técnicas de los Equipos e Instrumentos empleados.

Tablero eléctrico.

Suministra electricidad para que el ventilador se mueva.

Voltímetro (DC): es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico. (Incorporado en el variador de frecuencia). Rango operacional: 0 a 300 Volt.

Amperímetro (DC): el amperímetro es un aparato que permite medir la intensidad de corriente eléctrica, presentando la medida deseada directamente sobre su escala calibrada las unidades empleadas para ello denominadas amperios o bien fracciones de amperios. (Incorporado en el variador de frecuencia). Rango operacional: 0 a 40 Amper.

Tacómetro: es un dispositivo que mide la velocidad de giro de un eje, normalmente la velocidad de giro de un motor. Se mide en revoluciones por minuto (RPM). Actualmente se utilizan con mayor frecuencia los tacómetros digitales, por su mayor precisión. (Incorporado en el variador de frecuencia). Rango operacional: 0 a 7000 RPM.

Dinamómetro.

Instrumento utilizado para medir la fuerza del motor. Rango operacional: 0 a 30 Kgf.

Motor eléctrico.

Es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas.

Marca: Westinghouse.

Potencia: 10 HP.

Voltaje: 240 V.

Corriente eléctrica: 38 A.

Frecuencia del rotor: 1500 a 4500 RPM.

Equipo Moto-Ventilador.

El ventilador centrífugo es de aspas curvadas hacia atrás. También lleva adosado el tubo de Pitot-Prandtl, vertical , móvil o fijo, según se requiera. También trae un obturador, con el cual se regula el caudal de aire a la salida del ducto circular, el ducto tiene un diámetro interior de 242 mm, de acero galvanizado y es quien contiene el tubo de Pitot-Prandtl.

Marca: Westinghouse

Frecuencia del rotor: 1150 a 3600 rpm

Potencia: 10 HP

Voltaje: 330 V

Corriente: 38 A

Descripción del método seguido:

Se cierra el obturador, con el tubo de Pitot Prandtl en el centro del conducto y luego se mide h2 y se registra en la tabla 1.

Se abre al máximo el obturador y nuevamente se mide h2.

Se aplica la relación . Para dividir los puntos en que se realizarán las 10 mediciones. Este delta h es la referencia de dónde se debe posicionar el obturador para determinar las demás presiones (dinámica y total).

Registrar la Potencia eléctrica y la intensidad de corriente en el tablero eléctrico.

En los puntos de medición 2, 5 y 8 se realiza un barrido diametral con el tubo de Pitot Prandt desde el punto superior del ducto hasta el punto inferior, registrando en la tabla 2 los datos arrojados.

La velocidad angular del ventilador siempre se mantuvo constante a 2000 rpm.

Presentación de los resultados

Tabla 1. Determinación coeficiente de centro.

Barrido mm Medición 2 Medición 5 Medición 8

h3 h4 h3 h4 h3 h4

2 10,2 9,8 10,3 7,5 10,6 9,4

16 10,2 9,8 10,5 7,5 10,5 9,5

32 10,2 9,8 11,1 7 10,5 9,5

52 10,2 9,8 11,5 7,3 11,3 8,7

82 10,4 9,6 11,5 7,3 12,5 7,5

154 10,4 9,6 10,7 7,1 12,2 7,8

182 10,3 9,7 10,7 7 12 8

202 10,3 9,7 10,5 7,2 11,8 8,2

210 10,2 9,8 10,5 7,1 12 8

232 10,2 9,8 10,5 7,3 12,3 7,7

Promedio 10,26 9,74 10,78 7,23 11,57 8,43

Hd 0,52 3,55 3,14

Hd cm ca Hd m ca. ρag/ρair Hd m c.aire Vel promedio Vel centro Coef. Centro

MED 2 0,52 0,0052 810,75 4,22 9,09 12,615 0,721

MED 5 3,55 0,0355 812,94 28,86 23,80 20,364 1,169

MED 8 3,14 0,0314 815,13 25,60 22,41 25,917 0,865

Coef. Centro: 0,918

h3, h4: Presión dinámica en cm columna de agua.

Tanto la velocidad promedio como la velocidad centro están en m/s.

Tabla 2. Determinación de Potencias, caudales y rendimientos.

Medición Coef. Centro Qair m3/s Neol HP Nmec HP ƞvol ƞs

1 0,918 0,000 0,000 0,844 0,000 inf.

2 0,918 0,533 0,814 1,266 0,643 5,529

3 0,918 0,631 0,862 1,519 0,568 2,919

4 0,918 0,754 0,958 1,688 0,568 1,647

5 0,918 0,860 0,983 1,857 0,530 0,896

6 0,918 0,924 0,938 1,941 0,483 0,483

7 0,918 1,041 0,858 2,025 0,423 0,178

8 0,918 1,094 0,763 2,194 0,348 0,017

9 0,918 1,286 0,855 2,278 0,375 0,078

10 0,918 1,308 0,828 2,363 0,351 0,134

Medición Volts Corriente [A] Nelect KW Nelect HP

1 290 5 1,45 1,943

2 270 4 1,08 1,447

3 270 5 1,35 1,809

4 270 6 1,62 2,171

5 270 6 1,62 2,171

6 270 6 1,62 2,171

7 270 7 1,89 2,533

8 270 7 1,89 2,533

9 270 8 2,16 2,894

10 270 8 2,16 2,894

Qair: caudal de aire en m3/s.

Neol: Potencia eólica, en HP (horse power).

Nmec: Potencia mecánica, en HP.

Nelect: Potencia eléctrica, en KW y HP.

ƞs y ƞvol: Rendimiento estático y volumétrico respectivamente.

Gráfico 1. Potencias en HP versus Caudal en m3/s.

Gráfico 2. Rendimiento Volumétrico y estático versus Caudal en m3/s.

Gráfico 3. Presión estática, dinámica y total en cms columna de agua vs. Caudal en m3/s.

Discusión de los resultados, conclusiones y observaciones personales:

Las gráficas muestran principalmente los comportamientos del sistema comparados con la fluctuación del caudal, debido a que así se puede apreciar de mejor manera la forma regular en que van dándose los procesos físico-mecánicos del sistema.

A partir de la gráfica número 1, se puede apreciar de manera clara cómo la potencia eléctrica es superior a la mecánica y, a su vez, la mecánica

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