EJERCICIOS DE VENTILACION (SELLECCION DEL VENTILADOR,

MOTOR Y CORREAS)

Se tiene un salón de trabajo donde se realizan 2 procesos, el salón tiene las siguientes

dimensiones: largo 10 ft , ancho 10 ft y de altura 15 ft. Los dos procesos se realizan en un

mesón de dimensiones: largo 10 ft, ancho 3 ft y de alto 3 ft.

En el lado izquierdo se efectúan mezclas de compuestos orgánicos, donde se desprenden

gases y vapores de toxicidad alta. Las dimensiones de la mesa de trabajo son: L = 5 ft, W=

3 ft y H = 3 ft, se requiere diseñar una campana tipo cabina para este proceso, con sus

ranuras, pleno y sección piramidal.

En el lado derecho se efectúa un proceso de lavado de piezas con agua caliente, el

desprendimiento de gases y vapores es no toxico. Las dimensiones de la mesa de trabajo

son las mismas del proceso anterior. Se requiere diseñar una campana suspendida que debe

tener las siguientes dimensiones: L= 3 ft, W = 2,6 ft que es ubicada en el centro de trabajo.

NOTA: Los codos deben ser de R= 1.5D, las uniones de 30 y el material de la tubería es de

lámina galvanizada.

PROCESO DE LA IZQUIERDA

Campana tipo cabina

Ac= 3*5= 15 ft2 Vc= 100 ft/min Q= 1500 ft3/min Vd= 2000 ft/min

Ad= 0,75 ft2 Dd= 0,98 ft o 11,73 in Vr = 1000 ft/ min PVd= 0,2494 in h2o

PVr = 0,0623 in h2o Fr = 1.78 campana compuesta Fd= sección piramidal

Pec= (1.78*0,0623) + (0,25*0,2424) + 0,2494 = -0,4226 in h2o

PROCESO DERECHO

Campana de techo

Q= 1,4*Vc*P*H = 1,4*100*16*3 = 6720 ft3/min

P= perímetro de campana Vc= velocidad de captura H= altura de la mesa a la campan

Vd= 2000 ft/min Ad= 3,36 ft2 Dd= 2,068 ft o 24,82 in PVd= 0,2494 in h2o Fd= 0,25

Pec= (0,25*0,2494) + (0,2494) = -0,3118 in h2o

Hsp= 0,47 ft (techo) y Hsp= 2,01 ft

Todos estos cálculos son sacados después de realizar las recomendaciones necesarias y

aplicar las formulas del libro.

ESQUEMA DEL SISTEMA

Aplico Bernoulli de 1-A

Pea = PE1- hf1-a

hf1-A = 0,0307 *

14 FT

14 FT 14 FT

2 1

30

60

Limpiador de aire

o purificador

Ventilador

1-A = 12 ft

2-A = 5 ft

PARA SELECCIONAR EL VENTILADOR

T= 50 C PEv = 1.88 in h2o ɳ = 77 % Dd= 23,6 in

Q= 8220 ft3/min

Para seleccionar el ventilador necesito conocer dos datos de entrada el Q y la PE o PT;

además de evaluar otras condiciones como son: tipo de aire que manejo, espacio físico para

este, nivel de ruido que genera etc.

Porque un ventilador centrifugo y no uno axial aunque cumple las condiciones de presion y

caudal, debido al tipo de aire que se maneja en los procesos se busca en las tablas de

ventiladores de la CHICAGO (BCS) que poseen una eficiencia del 0 al 77 %.

PEv =

= 2,44 in h2o lo aproximo a 2,5 in h2o y con el Q = 8220 ft3/min busco

en los catálogos estas condiciones, se puede encontrar varios ventiladores los cuales

cumplen con las condiciones anteriores, pero su escogencia se basa en la eficiencia que

entrega cada uno de estos y mirar si el diámetro de entrada de este coincide con el diámetro

del ducto para disminuir perdidas generadas por accesorios en el acople de estos dos. Como

para mi caso la eficiencia ya la tenemos, no necesitamos evaluarla; pero en muchos casos si

a continuación se muestran las tablas de dichos ventiladores.

NOTA: no debe olvidar que si sus condiciones no se encuentran en las tablas fácilmente

tocaría interpolar ese valor pero sin olvidar que seria una solución para el ejemplo , pero

que en la vida real tendría que escoger uno por encima de las condiciones para tener una

forma de ventaja para futuros cambios o ampliaciones del sistema de ventilación.

ɳ estatica =

Tomando un valor por encima de la tabla BCS 200 SWSI la eficiencia se calcularía asi:

ɳ estatica = (

)

= 0,4934 o 49,34%

Tomando un valor por encima de la tabla BCS 222 SWSI la eficiencia seria:

ɳ estatica = (

)

= 0,5798 o 57.98 %

Tomando un valor por encima de la tabla BCS 245 SWSI la eficiencia seria:

ɳ estatica = (

)

= 0,6784 o 67.84%

Si interpolara los datos para la tabla de BCS 245 SWSI:

Caudal Q ( ft3/min) Velocidad ( ft/min) RPM38( rev/min) BHP ( hp)

7590 2200 1238 4.23

8220 2383 1292 4.75

8280 2400 1297 4.80

Para con estos datos de la interpolación la eficiencia será:

ɳ estática: (

)

= 0,681 o 68,1 %

PARA SELECCCIONAR EL MOTOR

Como todos sabemos cualquier maquina tiene una eficiencia y los motores tiene la suya es

por eso que para seleccionar el motor tenemos que multiplicarlo por un factor de servicio

para garantizar que realmente llegue la potencia que necesita el ventilador y este pueda

cumplir su función, en la tabla siguiente se encuentra ese factor:

Nosotros tomaremos un factor de servicio de 1.2 para tener una potencia de :

MHP = BHP * F.s = (4,75)*(1.2) = 5.7 hp

Con este valor voy a las tablas de motores y selecciono mi motor, en la cual entro con la

potencia y tomo también los RPM a los cuales trabaja el motor para es a potencia.

Escojo un motor de 6,6 hp de potencia que esta por encima de la calcula y que trabaja a

3480 RPM.

SELECCIÓN DE LAS CORREAS

VENTILADOR

RPM= 1292 rev/min BHP = 4,75 hp

MOTOR

RPM= 3480 rev/min MHP = 6,6 hp

Siempre la polea de menor tamaño esta conectada o unida la eje que gira mas rápido, en

este caso el eje del motor.

CALCULO DEL PERFIL DE LA CORREA (A, B, C, D)

Para el sistema de transmisión de potencia en ventilación siempre se utilizan correas

trapezoidales sin olvidar que existen varias clases de ellas, este perfil se conoce entrando al

monograma o grafica siguiente con la potencia del motor y los RPM a los cuales trabaja.

De la grafica se concluye que es una correa tiene un perfil tipo A:

6,6 hp

3480 rpm

Para la correa tipo A los diámetros recomendados de la polea están entre (76,2 y 127 mm) o

también entre (3 a 5 in), tomamos el valor promedio de estos y con eso partimos con los

cálculos, como en este caso trabajamos en sistema ingles seria dp =

= 4 in

CALCULO DE LA RELACION DE VELOCIDADES

RT=

=

= 2,69

CALCULO DEL DIEAMETRO PRIMITIVO DE LAS CORREAS

dp = 4 in

Para la polea más grande ósea el eje mas lento será:

Dp= RT * dp = (2,69) *(4 in) = 10,76 in

CALCULO DE LA VELOCIDAD PERIFERICA V

V polea pequeña = (0,262) *(dp)*(rpm) = (0,262)*(4 in) *(3480) = 3647 ft/min

V polea grande = (0,262)*(Dp)*(RPM) = (0,262)*(10,76 in)*(1292) = 3642,3 ft/min

Esta velocidad lineal no debe pasar de 6000 ft/min, en caso de que esto sucediera se debe

cambiar el diámetro de la polea menor teniendo en cuenta la recomendación dada en al

grafica siguiente.

Tendrías que interpolar, pero recuerde que también hay diámetros de poleas estándar o

tendrías que mandar a hacer la polea.

CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE CENTROS

Cuando se conocen los diámetros primitivos de las poleas la formula que se utiliza es:

C=

=

= 11,38 in

CALCULO DEL LARGO PRIMITIVO DE LA CORREA LP

LP= 2* C + 1,57 *(DP + dp) +

LP= 2* (11,38) + 1,57 *(10,76 + 4) +

= 46,94 in

CALCULO DE LA DISTANCIA REAL ENTRE CENTROS

Cr = C -

Co el LP calculado vamos a la tabla siguiente:

Tomo un perfil A-45 con un largo externo de 47 in entonces:

Cr = 11,38 -

= 11,41 in

CALCULO DE NUMERO DE CORREAS Y POTENCIA DE CADA UNA DE ESTAS

CALCULO DE ARCO DE CONTACTO

Ac = 180 -

* 60 = 180 -

* 60 = 144,45

0

CALCULO DEL FACTOR DE CORRECION POR ARCO (FAC)

Con el valor del arco de contacto se entra a la tabla siguiente y se escoge el valor:

Interpolo entre estas 2 y encuentro un valor de FAC= 0,908

CALCULO DE FACTOR DE CORRECION DE LARGO PRIMITIVO

Se busca en la siguiente tabla el factor de corrección de largo primitivo con el perfil de la

correa A-45 y el tamaño de esta ósea 45.

Tenemos que interpolar y el valor de FLP = 0,0906

CALCULO DE LA POTENCIA BASICA POR CORREA

Se obtiene de la tabla siguiente y se selecciona de acuerdo con el perfil de la correa A-45

seleccionada y los rpm del eje más rápido y con el respectivo diámetro de la polea menor.

Donde se cruzan las líneas naranjas es el valor de HP básico = 3,852 hp interpolando

Para calcular la potencia adicional también la busco en esta tabla con el perfil dela correa

A-45 y los rpm del eje mas rápido y la relación de velocidad RT.

Donde se cursen las líneas rojas es el valor de HP adicional= 0,48 sin interpolar

CALCULO DE POTENCIA POR CORREA

HP correa = (HP básico + HP adicional) * FAC* FLP

HP correa = (3,852 hp + 0,48) * (0,908) *(0,906) = 3,55 hp

CALCULO DE EL NUEMERO DE CORREAS

# de correas =

=

= 1,86 correas las aproximo a 2.