Diseño y construcción de un rodete de ventilador tipo sirocco y ensayos en el banco de pruebas de ventiladores del laboratorio de máquinas térmicas de la FIM - UNI

Abstract

El capítulo I, Introducción, define el propósito del presente trabajo: efectuar un estudio teórico - experimental del ventilador Sirocco. Con este fin se ha diseñado un rotor de características definidas que fue ensayado en el Banco de Pruebas del Laboratorio de Máquinas Térmicas e Hidráulicas. Se indica también los resultados que se espera obtener a partir de un método de diseño hidráulico. La metodología desarrollada referente al ensayo se hace de acuerdo con Normas Técnicas y define las curvas experimentales del comportamiento del ventilador ensayado. En el capítulo II, se presenta la descripción general del ventilador considerando ente sus características generales, su clasificación, el campo de aplicación, y los análisis teóricos que permiten obtener la ecuación de Euler y las ecuaciones de la cinemática del flujo, las curvas características y una comparación de ventajas y desventajas con relación a otro tipo de ventiladores de similares aplicaciones. En el Capítulo III se presenta el cálculo y diseño del rodete, desdoblado en dos grandes secciones: una correspondiente al diseño hidráulico y otra al diseño mecánico. Teniendo en cuenta las características del ventilador Sirocco y del Banco de Pruebas se determinó el tamaño del rodete, fijado el 0,29 m con un ancho de 0,055 m, un Nq = 50 y una velocidad de giro de 1100 rpm. Los otros parámetros y dimensiones se determinaron siguiendo las recomendaciones de reconocidos autores, así como las tendencias de la práctica común del diseño de ventiladores Sirocco, obtenida en la literatura técnica relacionada con el tema. Se determinó la geometría de los álabes, su número y espesor y los triángulos de velocidades tanto a la entrada como a la salida del rodete, y también las alturas de Euler, la teórica y la efectiva, concluyéndose el diseño hidráulico obteniendo la potencia aerodinámica y la potencia en el eje. En lo que respecta al diseño mecánico, con la geometría resultante del diseño hidráulico se determinaron los pesos y fricas a las que están sometidos sus elementos y luego se calculó la soldadura y remaches necesarios, se verificó el cálculo de la chaveta y la velocidad crítica. En el capítulo IV se presenta la metodología de ensayo, sobre la cual se puede señalar que se basa en las recomendaciones de las normas españolas (UNE) especialmente en lo referido a las instalaciones, equipos, métodos de medida y métodos de cálculo. Según lo recomendado por estas normas, el Banco de Pruebas de Ventiladores del Laboratorio Nº 5 de la UNI fue acondicionado como un banco de ingreso libre y descarga entubada, se le instaló un enderezador del flujo tipo sectores y se calibraron el dinamómetro y el tacómetro de medición de velocidad. El método de cálculo se basa en las recomendaciones de esta norma, aun cuando debido a que el propósito de este trabajo es el estudio teórico - experimental del ventilador Sirocco se incluyen las curvas de los parámetros adimensionales a la curva de colina o conchoide no considerada en la norma. En el capítulo VI - Conclusiones se presenta una discusión sobre los resultados obtenidos experimentalmente y lo que esperaba teóricamente como resultado de los ensayos, y a. los factores a los que se puede señalar como causa de esas diferencias.