Comprobar el cumplimiento de las leyes de los
ventiladores, trazado de las curvas características y comparación de
distintos sistemas de regulación de los ventiladores.
Material:
Banco de ensayo de ventiladores compuesto por
ventilador centrífugo de mediana presión accionado por motor eléctrico
de velocidad variable, tacómetro óptico, estrangulador de flujo por
compuerta, tomas piezométricas y tubos de Pitot y de Prandtl,
convenientemente dispuestos y con sus correspondientes manómetros.
La regulación del caudal que proporciona el ventilador
puede realizarse por variación de la velocidad de giro y también
mediante estrangulamiento en la aspiración.
Fundamento teórico:
Al funcionar, los ventiladores desarrollan una presión
total, la cual está compuesta de dos sumandos: presión estática y
presión dinámica.
La presión dinámica se utiliza para crear y mantener
la velocidad del aire o gas. La presión estática es la presión
existente en el seno del fluido, y sirve para vencer los rozamientos y
otras resistencias ofrecidas al paso del aire o gas.
La presión dinámica en la aspiración está medida
por el tubo de Prandtl, la diferencia de presiones totales entre la
entrada y salida del ventilador, por sendos tubos de Pitot, y el
incremento de presión estática por tomas piezométricas.
La operación de los ventiladores con velocidad de giro
variable se corresponde con las siguientes premisas:
- El caudal es directamente proporcional a la
velocidad de giro
- La elevación de presión varía con el cuadrado de
la velocidad de giro.
- La potencia absorbida por el ventilador varía con
el cubo de la velocidad de giro.
Estas son las llamadas "Leyes de los
ventiladores", que pueden también aplicarse a los turbocompresores.
Cuando se obtienen los datos de operación de un
ventilador (caudal, presión, potencia), éstos se pueden graficar en
coordenadas cartesianas.
Método operatorio:
Se anotará la temperatura y presión atmosférica que
reina en el laboratorio. Con estos datos se calculará la densidad del
aire con la ecuación de los gases ideales.
Se pondrá en marcha el ventilador a su velocidad
máxima.
La trampilla de estrangulación deberá estar abierta
en una posición intermedia, que se mantendrá durante toda la prueba.
Una vez se hayan estabilizado las lecturas, se
anotarán en una tabla construida al efecto las indicaciones que muestran
los distintos instrumentos - tacómetro, voltímetro, amperímetro,
manómetro en U que indica el Ptotal y manómetro de tubo inclinado que
indica la Pdinámica a la entrada- con sus unidades respectivas.
Se disminuirá la velocidad de giro en 500 rpm
aproximadamente, volviéndose a anotar las lecturas, y así sucesivamente
hasta alcanzar la velocidad mínima del ventilador.
Una vez obtenidos los datos, se procederá a realizar
los cálculos correspondientes que nos permitan obtener la potencia
absorbida de la red, el caudal, y el incremento de presión total.
- Potencia absorbida de la red eléctrica: (motor
monofásico)
Se anotará directamente la indicación del vatímetro
que nos dará el "valor real".
Si multiplicamos esta potencia por el rendimiento del
motor eléctrico, obtendríamos la potencia mecánica al eje.
- Caudal:
Del tubo de Prandtl instalado a la entrada obtenemos la
presión dinámica, que nos permitirá calcular la velocidad media en el
conducto de entrada. Sabiendo que el diámetro del tubo de entrada es de
98 mm, podremos calcular el caudal.
- Incremento de presión total:
Se indica directamente en el manómetro en U en [mm.c.a].
Estos resultados, para cada número de revoluciones, se
reflejaran en una tabla de resultados y se dibujarán las gráficas
correspondientes en escalas lineal y logarítmica.
Trabajo de gabinete:
Representar gráficamente los resultados obtenidos y
realizar el informe del ensayo según las
normas
generales.
Práctica Virtual
