INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE
MOTUL.
SISTEMAS Y MÁQUINAS DE FLUIDOS.
RESOLUCION DE PROBLEMAS.
UNIDAD 3
“VENTILADORES”
INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA.
6 “A”
DOCENTE:
I. I. M. BALTAZAR ABIMAEL CHUCBAQUEDANO.
31 DE MARZO DEL 2014.
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Capítulo 28 cuestionario, Ejercicios de Ingeniería Física
Problemas del capítulo 28 martaixx se resolvieron cada uno de los problemas propuestos
Tipo: Ejercicios
2020/2021
1 / 24
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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE
MOTUL.
SISTEMAS Y MÁQUINAS DE FLUIDOS.
RESOLUCION DE PROBLEMAS.
UNIDAD 3
“VENTILADORES”
INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA.
6 “A”
DOCENTE:
I. I. M. BALTAZAR ABIMAEL CHUCBAQUEDANO.
31 DE MARZO DEL 2014.
1
INTEGRANTES:
1. AKE TAMAYOVIVIAN.
2. AKE TUNALEJANDRO.
3. ARAGON SERRANOLEONEL.
4. BALAM HOMAANGEL.
5. CAN CHIM JESUSHUMBERTO.
6. CANUL PECHMANUEL.
7. CAUICH PECH LUIS ANGEL.
8. CHAN CANCHESAUL.
9. CHAN MOO JOSEMARIA.
10. CONCHA ANDUEZAWILBERTH.
11. CRUZ MEXANGEL
12. DOMINGUEZ MAYDANIEL.
13. DZUL CHUCLESLIE.
14. MAY PECHJAIR.
15. PERERA MORENOMIGUEL.
16. ROMERO PARRARICHARD.
態
W
90o
C2m
C1 W
b) Potencia deaccionamiento.
c) Presión estática en mbar o la salida delventilador.
Datos:
Q= 240 m
3
/min= 4 m
3
/s
= 750 r.p.m.
DE= 500mm=.5m C1=
C1mDS= 800 mm=.8m
Entrada radial 2
VE= 15 m/s
b2= 100 mm
aire=1.2kg/cm
3
U
v
m=0.92 (TRIANGULO DEENTRADA)
(TRIANGULO DESALIDA)
C2u W2u
U
tan�
怠
怠陳
怠通
態
態
態
陳
態陳
態通
tan�
態陳
態
戴
態通
怠
4
態
態通
態通
態通
態
態通
sin�
態
態陳
態
に
に兼
sin�
に
態 態通 態陳
態=
態
態
態
態
=
態通 態陳
[岫戟態−戟態岻 +岫拳態+拳態岻]
態 怠 怠 態
怠
怠
態
態
Δ 鶏結堅=[
[岫
]
]
痛墜痛銚鎮
勅
鳥
痛墜痛銚鎮
痛墜痛銚鎮
ℎ
痛墜痛銚
鎮
通
戴
痛墜痛銚
鎮
1
鉄
20-10 Calcular el caudal de un ventilador que ha de producir 10 renovaciones de aire a la hora
en una planta industrial que mide 50 x 20 x 8m.
Datos:
戴
10 renovaciones
戴 戴
ℎ×
戴
戴
20-11. Un ventilador impulsa aire a través de un conducto de sección circular de 250 mm de
diámetro,enelquesehainstaladounorificiode 150 mmdediámetroconcéntricoconlatubería
paramedirelcaudal.Unmanómetrodiferencialconectadoantesydespuésdeldiafragmaindica
unacaídadepr
esiónde 8 mbar.EldiafragmatieneuncoeficientedecaudalC q=
0.65.Calcular el caudal delventilador.
Datos:
Coeficiente de
caudal
C
q
態 =
訂
�
帖
鉄
替
訂� 待.怠泰
鉄
替
態
Usamos la fórmula universal de Caudal 芸 = 系槌�態� 態 √
怠− ℎ態岻 A su vez∆ℎse puede representar como:
牒
諦� �
Entonces 芸 = 系槌�態� 態 √
牒
諦� �
腿待待牒銚
岫怠.態苔 ��⁄陳
典
岻岫苔.腿怠陳⁄鎚
鉄
岻
Sustituyendo en 芸 = 系槌�態� 態√に�∆ℎ
態
戴
Por lo tanto el caudal es 芸 =ね 鶏欠どね 鶏欠.の 兼兼 健
20-12 La presión estática a la entrada de un ventilador es 0.5 mbar por debajo de la presión
atmosféricaylapresióndinámica0.4mbar.Alasalidadelventiladorlapresiónestáticavale 10 mbar, y la
dinámica 0.8 mbar. Calcular la presión total delventilador.
Datos:
Presión estática de entrada es 0.5 mbar = 50 Pa
Presión dinámica de entrada 0.4 mbar = 40 Pa
Presión estática de salida es 10 mbar = 100 Pa
Presión dinámica de salida 0.8 mbar = 80 Pa
痛墜痛=∆鶏勅+∆鶏鳥
勅= 鶏鎚− 鶏勅
Entonces la presión total es:
痛墜痛=∆鶏勅+∆鶏鳥
3
痛墜痛
塚
η
ℎ
η
陳
戴
20-15. En la red de la figura determina la presión total que debe tener el ventilador que la
alimenta los diámetros de los diferentes tramos. En la figura se han indicado las longitudes de
los tramos en m. Q = 1000 m
3
/h. Los codos y red como en el problema 20-6.
Datos:
Q = 1000 m
3
/h = (ρ = 1.2 kg/m1000 m
3
/h) (ρ = 1.2 kg/m1 h/3600 s) = 0.2777 m
3
/s
La red lleva (ρ = 1.2 kg/m3T) en los puntos B, C
yD.Tómese paraestos ᵹ =0.
η
Para los dos codos E y F se tomara el coeficiente ᵹ = 0.
脹墜痛=?
�追勅= な. にひ計� /兼戴
D:?
Para determinar los diámetros se escogerá una velocidad conveniente en los conductos, como
por ejemplo: C = 15 m/s.A p l i c a n d o :
Tenemos que
Tramo de A- B
Q
A-B
= 15Q = (ρ = 1.2 kg/m15) (ρ = 1.2 kg/m0.2777 m3/s) = 4.167 m3/s
d A-B
Tramo B – H
Q
B-H
= 2.5Q = (ρ = 1.2 kg/m2.5)(ρ = 1.2 kg/m0.2778 m3/s) = 0.695 m3/s
d B - H
Presión total:
ΔPP
tot
= (ρ = 1.2 kg/mHr) (ρ = 1.2 kg/mρ
arc
g) = (ρ = 1.2 kg/m202.
m
) (ρ = 1.2 kg/m1.
Kg/m
) (ρ = 1.2 kg/m9.
m/s
ΔPP
tot
= 2565.389 K gˑm/s 2
ΔPP
tot
= 2,565.389Pa.
20-16 un ventilador en condiciones normales genera una presión estática de 20mbar y una
presióndinámicade2mbar.Lapotenciadeaccionamientoesde 75 kW.Elrendimientototaldel ventiladores
de 0.75. Calcular el caudal delventilador.
Datos :
ΔPpe=20mbar
ΔPpd=2mbar
ηtot=0.
pa=75kw
Q=?
Ptot= 20 +2 2 mbar
Ptot=2200 Pa
como ventilador
Pa=
QΔPptot
ηtot
Paηtot
=Q
ΔPPtot
N.m
s
J
=W
S
N.m(ρ = 1.2 kg/m.75)
s
=25.56 m
3
/ s.
N
m
2
20-17. Un ventilador para tiro forzado tiene que trabajar contra una presión estática de 8 mbar.
La velocidad de los gases calientes a la salida y entrada del ventilador puede suponerse igual.
El caudal es de の 兼兼兼
戴
/嫌. El rendimiento total 券
痛 墜 痛
es 65%. Calcular la potencia de
accionamiento.
Datos:
∆喧勅 = ぱ 兼決欠堅 = ど.どどぱ 決欠堅×
態
Datos:
経 = はどど兼兼 = ど.は 兼
堅=ど.ぬ 兼
芸 =なね 鶏欠ど兼
戴
/兼�券=に.ぬぬぬ兼
戴
/嫌
�=の 兼兼ど%
貢 = な. に 倦�� /兼
戴鶏
銚
=?
�=講堅態=講岫ど.ぬ兼岻態=ど.にぱにば 鶏欠兼
態
芸
撃�= =
�
岫に.ぬぬぬ兼
戴
/嫌岻
岫ど.にぱにば 鶏欠兼
態
岻
=ぱ.にの 兼兼にの 兼兼兼/嫌
鶏 鳥
=
貢撃�態
=
に
岫な.に 倦��/兼
戴岻岫ぱ.にの 兼兼にの 兼兼兼/嫌岻態
=ね 鶏欠ど.ぱはにに 鶏欠
に
鶏
鳥
=∆鶏
脹墜痛
芸 ∆ 鶏
脹墜痛
岫に.ぬぬぬ兼
戴
/嫌岻岫ね 鶏欠ど.ぱはにに�/兼岻
鶏 銚 =
�
=
=なひど.ははぬ激
ど.の 兼兼ど
鶏 銚
=なひど.ははぬ激
20-19. Un exhaustor tiene una pérdida en la embocadura equivalente a 10mm.c.a.El caudal del
ventilador es 3m
3
/s.La aspiración al fin de la contracción de la embocadura, así como la
impulsión tiene 1 m
2
de sección. Un manómetro conectado en la brida de salida del ventilador
yabiertoporelotroextremoalaatmósferamarcaundesnivelde 100 mm.c.a.,lamáquinaaspira de una sala, en la
que la presión barométrica es de 740Torry la temperatura 30
0
C y expulsa a través de un conducto a
laatmósfera.
Calcular:
a) La presión total delventilador.
b) La potencia que hay que suministrar al eje del ventilador si el rendimiento global de estees
del 60%.
c) La velocidad del aire en el tubo de aspiración después de laembocadura.
d) La presión en el mismo punto.
Datos: ΔpP tot
Δp P r-int
= 10 mm.c.a.=0.01m.c.a Pa=¿?
Q = 3 m3/s C 1
= V =¿?
b 1
= b2=1m3 P 1
Δp P s
= 100 mm.c.a.
P
amb
= 740 Torr
T = 30
0
C
1 Torr = 1.3332 x 10
2
N/m
2
= Pa
A = 1 m
2
η tot
Solución:
a) La presión total del ventilador.
ρ=
P
amb
1.135 kg/m
3
T
amb
ΔPP
d ΔPP
d
P
a
(ρ = 1.2 kg/m3m
3
/s)(ρ = 1.2 kg/m986.
N / m
2
P
a
=
4.92 kW
c) La velocidad del aire en el tubo de aspiración después de laembocadura.
C
1
=V
S
m/ s
d) La presión en el mismo punto.
P
1
(ρ = 1.2 kg/mΔPP
r
int
+ΔPP
d
P
1
=(ρ = 1.2 kg/m98.6+5.1)
P
1
103.7 Pa
−戴
20-20 un ventilador centrifugo tiene las siguientes características: ancho delrodete
constante e igual a 150cm; D2=150cm. El ventilador girando a 300 rpm suministra un caudal de 2000 m
3
/min;
β2 =
o
: entrada radial; rendimiento total del ventilador 60%; rendimiento
mecánico 88%; rendimientovolumétrico=
Calcular:
a) La presión total delventilador
b) La potencia en el eje delventilador.
Datos.
b1-b2= 150cm=1.5m
D2=150cm=1.5m
Ƞ=300 rpm.
Q= 2 m
3
/min
β 2
= 300
Ƞ tot
=60%
Ƞ m
=88%
Ƞ v
=
U
2
πDD 態 ƞ
πD 岫怠.泰鱈岻岫戴待待岻
=U
2
=23.56m/s Tan30=
寵
鉄�
=W
2
U=
寵
鉄�
=4.66x など
−戴
滞待 滞待 w 態鱈 担 a 樽戴待
町待.待戴戴陳/鎚
C2m= = =ね 鶏欠.はは捲など W2U=8.07x など
πD 帖
鉄�
鉄
πD 岫怠.泰岻岫怠.泰岻
U2-W2U=23.56-8.07 捲など−戴
=23.55 m/s
a) ∆P
= P -∆P
典
b) 町∆P 担誰担 岫態陳/鱈 i 樽岻岫胎怠態.待苔岻
tot u r-int.
Pa=
Ƞ�Ƞ�Ƞ�
.��
∆P
tot
= ∆P
u
= ρ(U U 2
- C2U) =23.73kw..
=(U1.29 kg/m
3
)(U23.49)(U23.50)
∆P
tot
=712.09 Pa
23736.33 watts