Calculos Ventilador

DATOS DEL DISEÑO:  Ventilador Axial  Q= 800 𝑚3 /ℎ𝑟 

𝜌𝐴𝐼𝑅𝐸 = 1.2 𝑘𝑔/𝑚3



𝐻𝐴𝐺𝑈𝐴 = 7 𝑚𝑚𝐻2 𝑂

1. CÁLCULO DE LA POTENCIA AL EJE DEL VENTILADOR

𝑃=

𝜌𝐴𝐼𝑅𝐸 𝑥 𝑄 𝑥 𝐻

𝐻𝐴𝐼𝑅𝐸 =

76 𝑥 𝜂

... (1)

𝜌𝐴𝐼𝑅𝐸 𝑥 𝐻𝐴𝐺𝑈𝐴 𝜌𝐴𝐼𝑅𝐸

𝐻𝐴𝐼𝑅𝐸 = 5.83 𝑚 Se sabe que: 𝜂𝑣 = [0.82 − 0.95] 𝜂ℎ = [0.7 − 0.92] Entonces asumimos que: 𝜂𝑣 = 0.95

𝜂ℎ = 0.75

𝜂𝑚 =0.9

𝜂 = 𝜂𝑣 𝑥 𝜂ℎ 𝑥 𝜂𝑚 𝜂 = 0.95 𝑥 0.75 𝑥 0.9 𝜂 = 0.64 = 64% Con todos los datos reemplazamos en la ecuación (1):

𝑃=

1.2 𝑥 0.22 𝑥 5.83 76 𝑥 0.64

𝑃 = 0.0316 𝐻𝑃 2. SELECCIÓN DEL MOTOR ELECTRICO QUE ACCIONARA EL VENTILADOR Se debe considerar para el motor eléctrico una potencia mayor que la potencia demandada por el ventilador. Por ello el motor seleccionado deberá tener una potencia cercana a 1.2 veces la potencia del ventilador. 𝑃𝑀𝑂𝑇𝑂𝑅 = 1.2 𝑥 𝑃 𝑃𝑀𝑂𝑇𝑂𝑅 = 0.0380 𝐻𝑃

3. NUMERO ESPECIFICO DE CAUDAL (Nq) Y CIFRA DE PRESION (Ψ) Para esto asumimos un valor de N = 1800 RPM para poder estar dentro del rango Nq, por lo tanto, reemplazamos:

𝑁𝑞 =

𝑁𝑞 =

𝑁 𝑥 √𝑄 𝐻 0.75 1800 𝑥 √0.22 5.830.75

𝑁𝑞 = 225.0259 4. DISEÑO DEL RODETE Cálculo del número de alabes: El número de alabes lo determinamos por su número específico de caudal: Nq

200-220

230

240-260

280

300-320

Mayor a 240

Z

5-6

5

4-5

4

3-4

5

Como el 𝑁𝑞 = 225.0259 entonces el número de alabes será 𝑍 = 5. 4.1.

Velocidad Meridiana Diagrama de la corriente potencial de un fluido compresible ofrece

generalmente las líneas de flujo paralelas al eje de manera que: 𝑈1 = 𝑈2 = 𝑈

∧

𝐶1 = 𝐶2 = 𝐶𝑚

𝐶𝑚 = 𝑘𝑚 √2𝑔𝐻

Dónde: 𝑘𝑚 [ 0.5-1.1] Para el caso de los ventiladores son los valores máximos por lo tanto tomaremos 𝑘𝑚 = 1.1 𝐶𝑚 = 𝑘𝑚 √2𝑔𝐻 𝐶𝑚 = 1.1 ∗ √2 ∗ 9.81 ∗ 5.83 𝐶𝑚 = 11.7645 𝑚/𝑠𝑒𝑔

5. CÁLCULOS DE LOS DIÁMETROS DEL ROTOR 5.1.

Caudal Real 𝑄𝑟 =

𝑄 𝜂𝑣

𝑄𝑟 =

0.22 0.95

𝑄𝑟 = 0.2316 𝑚3 /𝑠 5.2.

Diámetro Externo 𝑄𝑟 =

𝜋(𝐷𝑒 2 − 𝐷𝑖 2 )𝐶𝑚 4

De la fórmula despejamos De:

𝐷𝑒 = √

dónde: 𝑣 =

𝐷𝑖 𝐷𝑒

𝟒𝑄𝑟 𝜋(1−𝑣 2 )𝐶𝑚

,

, 𝑣 𝜖 [0.4 − 0.5] , tomamos 𝑣 = 0.5 𝟒(0.2316)

𝐷𝑒 = √ 𝜋(1−0.52 )11.7645 𝐷𝑒 = 0.1828𝑚 5.3.

Diámetro Interno 𝐷𝑖 = 0.5 ∗ 𝐷𝑒 𝐷𝑖 = 0.0914𝑚 Por lo tanto, hallamos el diámetro medio:

𝐷𝑚 =

𝐷𝑒+𝐷𝑖 2

𝐷𝑚 = 0.1371𝑚

6. TRIÁNGULO DE VELOCIDADES Para 𝛼1 = 90°, tenemos: 𝑾𝟏

𝑾𝟐

𝑪𝟐

𝑪𝟏 = 𝑪𝒎 𝜶𝟏

𝑪𝒎𝟐 = 𝑪𝒎𝟏 𝜶𝟐

𝜷𝟏

𝜷𝟐

𝑼𝟏 Salida del rotor

Entrada del rotor

𝑾𝟏

𝑪𝟐 𝑾𝟐

𝑪𝟏 = 𝑪𝒎

𝜶𝟏 𝜷𝟐

6.1.

Velocidad Tangencial

𝑈1 =

𝑈1 =

𝜋 ∗ 𝐷𝑚 ∗ 𝑁 60 𝜋∗0.1371∗1800 60

𝑈1 = 12.9214𝑚/𝑠 6.2.

Velocidad Relativa y ángulos De la geometría del triángulo:

𝑡𝑔 𝛽1 =

𝐶𝑚 𝑈1 𝐶

𝛽1 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( 𝑈𝑚) 1

𝛽1 = 𝑡𝑎𝑛−1 (

11.7645 ) 12.9214

𝛽1 = 42.3168°

 Calculamos la velocidad relativa en la entrada: 2

𝑊1 = √𝐶𝑚 + 𝑈1 2 2

2

𝑊1 = √11.7645 + 12.9214 𝑊1 = 17.4747 𝑚/𝑠

 Calculamos la velocidad relativa en la salida 𝑊2 =

𝑊2 =

𝐶𝑚 𝑠𝑒𝑛(60°) 11.7645 𝑠𝑒𝑛(60°)

𝑊2 = 13.5845 𝑚/𝑠

SELECCIÓN DEL VENTILADOR

SODECA nos provee una amplia gama de Ventiladores, en nuestro Caso, utilizaremos el catálogo de “Ventiladores Helicoidales” Teniendo en cuenta nuestras condiciones de trabajo:  Caudal

𝑸 = 𝟖𝟎𝟎 𝒎𝟑 /𝒉𝒓

Las curvas de los ventiladores que nos ofrece SODECA:

Seleccionamos nuestro ventilador: Modelo HC- 25- 4M/H , teniendo en cuenta nuestro caudal dado.

DIMENSIONES DEL VENTILADOR