UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICASEGURIDAD E HIGIENE OCUPACIONALMODULO: VENTILACIN INDUSTRIAL

DISEO DE CAMPANA TIPO EXTERIOR

Paula Cristina Bedoya Franco, Yuneired Gette Salcedo

OBJETIVOS:

Identificar los principales parmetros de diseo para una campana de extraccin tipo exterior. Realizar un modelo para el diseo de una campaa para un tanque de superficie abierta con proceso de limpieza de metales con sales sdicas.

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Proceso: limpieza de metal Tipo: limpieza alcalina Componentes del bao: sales sdicas alcalinas Dimensiones del tanque: largo 8 ft, ancho 2.5 ft y altura 3,5 ft

Para el proceso anterior, se requiere disear la campana de extraccin lateral, la cual debe contener: caudal, dimetro del conducto, dimensionamiento de la ranura, pleno y seccin piramidal, presin esttica en la campana y eficiencia,

II. DESARROLLO

Figura 1. Representacin grfica de la situacin problem PASOS A SEGUIR Antes de iniciar con el diseo de la campana es importante tener en cuenta lo siguiente: Como el Wtanque es 3 ft se disea solamente una ranura en el largo del tanque. Ltanque es 2m (6,5617 ft) un solo ducto de extraccin no es suficiente, se hace necesario una campana con doble ducto.De acuerdo a uno de los criterios anteriores, como solo se requiere una campana exterior con una sola ranura se escoge la campana Tipo A.1. Clculo del caudal de ingreso y del rea abierta del tanque

2

Para el leer de tabla el caudal mnimo especfico, es necesario tener en cuenta la relacin ancho/ longitud del tanque y la velocidad mnima de control o de captura. De igual forma, para tener de las tablas un valor para dicha velocidad, es de vital importancia remitirse a la informacin que brindan las tablas de valores TLV.

En este caso, se tiene que para la limpieza de un metal, tipo limpieza alcalina, para componente del bao que pueden ser emitidos al ambiente (sales sdicas alcalinas, nieblas alcalinas) se tiene una clase C-2,1 con un margen usual de temperatura entre 70 y 100C. Por lo tanto, se tiene un riesgo de peligrosidad grado C y un ndice de desprendimiento de 2 y 1, pero se escoge el ndice mayor (ndice 1); con esta informacin la velocidad de control es de 100 ft/min.

Con Vcontrol = 100 ft/min y con (W/L)tanque = 0,3125 el es de

2 = 3000 este corresponde al caudal de extraccin

2. Dimensionamiento de la ranura:

Para esta parte del diseo de la campana, se tiene la velocidad de ranura como un parmetro de diseo el cual es de:

En la ecuacin anterior Nr que corresponde al nmero de ranuras es igual a 1. El largo de la ranura, al ser una campana exterior de una sola ranura corresponde al largo del tanque.

Chequeo para las campanas tipo ranura: 3. Dimensionamiento del pleno:La distancia Hp es un parmetro de diseoHp= 30cm= 1ftQp= 3000 ft3 / minVp= Vr=

(Ranura horizontal) =4. Dimensionamiento del ducto:

Vd= 2000 ft/min

5. Dimensionamiento de la seccin piramidal:Se tomar: = 45inclinacin de la seccin piramidal = 90 ngulo interior de la seccin piramidal

Lsp= 2X + Dducto X= (Lsp Dducto) / 2

6. Clculo de la presin esttica en la campana: PEc

PEc= He + PVdHe= 1,78*PVr + Fd*PVd donde Fd = 0,25

PEc= 0,7557incda Esta es una presin de succin por lo cual es negativa PEc= -0,7557incda7. Clculo de la eficiencia de la campana Ce

=

Ce = 100

Ce = 57, 4478 %

CAPITULO 4: BALANCES DE MASA Y ENERGA APLICADA A SISTEMAS DE VENTILACIN: EVALUACIN DE PERDIDAS DE ENERGA.

1. Planteamiento del problema

Para el sistema mostrado en la figura, calcular la presin total del ventilador y la presin esttica del ventilador, en incda. Todos los codos tienen R/D = 2,5. La tubera es plstica ABS.

Figura 2. Esquema problema 12 captulo 4. Ventilacin Industrial. Luis Alfredo Aguilar Roldan

2. DESARROLLO Como se logra observar en la figura 2, la situacin problema plantea la existencia de una abertura plana en la seccin 1, para un sistema de ventilacin con una longitud total de 129 ftConsiderando el aire de captura a condiciones estndar de presin y temperatura con = 0,075 lbm/ ft3. La presin de velocidad en la entrada del ducto, est determinada para campanas simples, como se muestra a continuacin: [1] (1) (2) incda Sustituyendo en la ecuacin 2, se obtiene:

La presin esttica en la entrada del ducto siempre es negativa en succin, por lo cual es signo en la anterior expresin. Calculo de perdidas friccionales por el mtodo de presin de velocidad

La ecuacin (3) permite el clculo de perdidas friccionales para conductos circulares nuevos, construidos en chapa galvanizada. Debido a que el material del problema es plstico ABS se debe re calcular el clculo anterior mediante un factor de correccin, el cual se lee mediante graficas que dependen de la rugosidad del material ( = 0,0015 mm) Muy suave. [1]De grficas, se obtiene el valor de F, el cual depende de la rugosidad del material y la velocidad del ducto. F = 0,98

Calculo de perdidas localizadas por el mtodo de presin de velocidadLas prdidas localizadas en el sistema de ventilacin que muestra la figura, se atribuyen principalmente a los accesorios: 6 codos rectos que presentes en el sistema. El factor F es ledo de tabla 4.3 de [1] el cual depende de la relacin R/D la cual es de 2,50 para todos los codos.

El sistema de ventilacin cuenta con 6 codos, por lo cual la prdida total por accesorio queda expresada de la siguiente manera:

Ecuacin de Bernoulli entre los puntos 1 y 2

Para el sistema descrito anteriormente se realizan las siguientes consideraciones: La velocidad en ducto es la misma ya que el caudal permanece constante y el rea de la tubera no cambia. Con las consideraciones anteriores, la ecuacin 5 queda expresada de la siguiente manera: