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Universidad Tecnológica de Chile Inacap, ValparaísoIngeniería en Maquinaría, Vehículos Automotrices y Sistemas Electrónicos
Introducción
Este informe consiste en la segunda experiencia de laboratorio de Mecánica de fluidos II, en el cual hicieron dos rondas de mediciones a diferente velocidad de giro 50Hz (3000RPM) y 60Hz (3600RPM), posteriormente se realizaran cálculos asociados a los ventiladores para un mayor y mejor análisis de este.
A partir de los datos obtenidos y calculados se llevaran a una planilla de Excel en donde se graficaran los gráficos correspondientes a las mediciones obtenidas.
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Objetivo General
Reconocer componentes, realizar mediciones, calcular parámetros y
exponer la grafica determinada para cada caso.
Objetivos Específicos
Reconocer instrumentos.
Realizar mediciones, calcular datos.
Realizar curvas características del ventilador.
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Descripción de la experiencia
En primer lugar nos dirigimos a la sala del laboratorio y posteriormente a la maqueta representada en la figura siguiente, Reconocimos los instrumentos y sus componentes. Se dio marcha a la unidad. Después realizamos las mediciones visuales a una velocidad de 50[Hz] (3000RPM) y a una velocidad de 60[Hz] (3600RPM). Los datos obtenidos se traspasaron a una planilla Excel. Se calcularon datos tales como potencia, caudal, rendimiento entre otros.
El paso de aire fue manual mediante una válvula situada en la salida. Para el análisis se inició con la válvula abierta y se fue cerrando de a poco.
En la imagen siguiente se nos muestra la maqueta junto a todos sus componentes:
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Datos obtenidos por medición.
Datos obtenidos con una velocidad de giro de 3000RPM (50Hz)
Pd entrada[Pa]
Pd salida[Pa]
Δ Pt [Pa]
V [volt]
I [A]
0 0 1000 0 05 50 1000 200 0,56
20 100 1000 200 0,5779 150 980 200 0,695 200 850 200 0,6
Datos obtenidos con una velocidad de giro de 3600RPM (60Hz)
Pd entrada
[Pa]
Pd salida [Pa]
Δ Pt [Pa]
V [volt]
I [A]
0 0 1450 0 010 50 1450 200 1,0630 100 1450 200 1,0635 150 1450 200 1,0740 200 1400 200 1,07
120 250 1300 200 1,2150 300 1200 200 1,2
Datos Calculados
Formulas
Pd=( V ²2g /φ )despeje→
V 1=√Pd1 x ( 2gρ )P=Q× Δ pt
Pa=V∗I
η [% ]= PPa
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Datos Calculados a una velocidad de 3000RPM (50Hz)
v[m/s] Q[mᵌ/s] Δ pe[Pa] P[w] Pa[w] η[%]0,00 0 1000 0 0 09,13 177,79 955 49,39 112 44,09
12,91 251,43 920 69,84 114 61,2715,81 307,94 909 83,83 120 69,8618,26 355,58 745 83,96 120 69,96
Datos Calculados a una velocidad de 3600RPM (60Hz)
Graficas obtenidas con datos medidos y calculados.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
200400600800
1000120014001600
Δ Presión estática vs Caudal
50 Hz60 Hz
Caudal [m3/hr]
ΔPre
sión
está
tica
[Pa]
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V[m/s] Q[mᵌ/s] Δ pe[Pa] P[w] Pa[w] η[%]0,00 0 1450 0 09,13 177,79 1410 71,61 212 33,78
12,91 251,43 1380 101,27 212 47,7715,81 307,94 1335 124,03 214 57,9618,26 355,58 1240 138,28 214 64,6220,41 397,55 1170 124,03 240 51,6822,36 435,50 1050 145,17 240 60,49
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150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00195200205210215220225230235240245
Potencia de accionamiento vs Caudal
50 Hz60 Hz
Caudal [m3/hr]
Pote
ncia
de
accio
nam
ient
o [W
]
150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.000.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
Rendimiento vs Caudal
50 Hz60 Hz
Caudal [m3/hr]
Rend
imie
nto
[%]
Consideraciones
Diámetro: 8,3 [cm]
Área total: 0,0054 [m2] ≈ 54 [cm2]
*Para el cálculo de la velocidad se transformó la presión de [Pa] a [kg/m2]
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Conclusión
Al realizar la experimento concluimos que la presión de entrada con respecto a la de salida aumenta proporcionalmente a medida que se cierra la válvula de paso (manual), cabe mencionar que a mayor velocidad de giro existe un aumento de presión, manteniéndose así proporcional la entrada y la salida.
Se puede decir que a mayor velocidad de giro o a mayor frecuencia existe un aumento de consumo de energía, esto se justifica con el cierre de la válvula.
Finalmente podemos decir que existe un equilibrio en el rendimiento del ventilador en un caudal medio.
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