Mquinas de Fluidos Incompresibles

tecnolgico nacional de mxicoINSTITUTO TECNOlGICO DE CELAYAINGENIERA MECNICAMquinas de Fluidos IncompresiblesEjercicio seleccin de ventilador

Profesor: Hctor Rojas Garduo

14 de Mayo de 2015

Un sistema de ventilacin local (una campana y un ducto) se emplea para sacar aceite y contaminantes de un laboratorio farmacutico. El dimetro interno del ducto es de 150 mm, su rugosidad promedio es de 0.15 mm y su longitud total es de 24.5 m. hay tres codos a lo largo del ducto, cada uno con un coeficiente de prdidas menores de 0.21. En el manual del fabricante se indica el coeficiente de prdidas menores de la entrada como 3.3 con base en la velocidad del ducto. Cuando el controlador de tiro est totalmente abierto, su coeficiente de perdida es de 1.8. El coeficiente de perdidas menores por la T-ramificacin de 90 es 0.36. Por ltimo, se instala una vlvula unidireccional para evitar que los contaminantes de una segunda campana entren a la habitacin. El coeficiente de perdidas menores de la vlvula unidireccional abierta es de 6.6. Los datos de rendimiento del ventilador se ajustan a una curva parablica de la forma donde la carga al cierre es mm de columna de agua el coeficiente es mm de columna de agua por . La carga hidrosttica disponible esta en unidades de mm de columna de agua y la capacidad esta en unidades de Lpm de aire. Estime el caudal en Lpm por este sistema de ventilacin. Vase ilustracin 1.

Ilustracin 1.- Diagrama del sistema

, Debido que tanto la entrada como la salida estn abiertas hacia la atmosfera, debido que la velocidad de salida del ventilador es mucho mayor que la velocidad de entrada al ventilador por lo tanto se puede despreciar, quedando as:

Al realizar factorizacin y tomando en cuenta que la diferencia de las alturas tiene un valor de 2.5 m:

Realizando una primera aproximacin de

Igualando las siguientes ecuaciones se tiene:

Despejando la velocidad

Con la velocidad podemos obtener el caudal

El resultado anterior es el producto del primer clculo, despus obteniendo el nmero de Reynolds e iterando obtenemos un valor ms real de

Proporcionando este valor en un programa llamado Moody Chart, el cual con los datos del nmero de Reynolds anteriormente calculado y el valor de se obtiene un nuevo valor de con menos probabilidad de error, se obtiene:

Ilustracin 2.- Captura de pantalla del programa Moody Chart. Calculando el factor de friccin.Tomando solo 5 dgitos: Ahora con este valor haciendo nuevamente los clculos anteriores se realiza la primera iteracin teniendo:

Realizando una segunda iteracin:

Ilustracin 3.- Captura de pantalla del programa Moody Chart, recalculando el factor de friccinTomando solo 5 dgitos:

Al utilizar todos los dgitos en la operacin para determinar el flujo volumtrico, el resultado ya no cambia teniendo as:

Como posible seleccin tenemos:

Ilustracin 4.- Curvas caractersticas

Ilustracin 5.- Ampliacin zona de inters

Para las condiciones de flujo de , el ventilador centrfugo de Airtec- CAT 16 a 1700 rpm ofrece una y una potencia de aproximadamente 0.3 hp como se puede ver en la ilustracin 3. A continuacin se muestran las dimensiones del ventilador, vase Tabla 1 e Ilustracin 6.Tabla 1. Dimensiones del ventilador

Ilustracin 6.- Diagrama de las variables correspondientes a las diferentes dimensiones.pg. 8