ROBLEMA # 3

Se requiere diseñar un sistema para mantener la presión positiva en el area mostrada en el dibujo. Si elsistema de ductos es el mostrado, donde el flujo se repartirá en forma equitativa en las dos ramificaciones. Cual deberá ser el flujo las dimensiones de los ductos (no ciculares), la presión que debeevantar el ventilador y el ventilador a utilizar.

• dimensiones del cuarto: largo 8,74m, ancho 5,02m, alto 3m.• Presión necesaria en el cuarto 12,75 (Pa).• Cambios necesarios por hora: 20.• La industria esta ubicada en San Jose y la temperatura promedio es de 20°C.

1- Ventilador centrifugo, con rodete de alabes inclinados hacia adelante.2- Ampliacion, de 30°, (hierro galvanizado # 24).3- Prefiltro, dimensiones 500 x 600 x 50 mm (20 x 24 x 2”), eficiencia 45 – 55 %, equivalente a un DP-60 marca AIR-guard. 4- Filtro, dimensiones 500 x 600 x 100 mm (20 x 24 x 4”), eficiencia 80 – 85 %, equivalente a un VF2-815 marca AIR-guard.5- Reduccion angulo de 60°, (hierro galvanizado # 24).6- Tramo de ducto A-B, largo 2m, (hierro galvanizado # 24).7- Codo de 90°, radio de 150mm, (hierro galvanizado # 24).8- Tramo de ducto B-C, largo 3,5m, (hierro galvanizado # 24).9- Bifurcación, (hierro galvanizado # 24).10- Tramo de ducto C-D, largo 3m, (hierro galvanizado # 24).11- Codo de 90°, radio de 150mm, (hierro galvanizado # 24).12- Rejilla de salida, superficie libre 60%.13- Ventiladores helicoidales tipo ventana con persiana de regulación

ROBLEMA # 3

LARGO: 8.74mANCHO: 5.02mALTO: 3.00m

CAMBIOS PORHORA 20

UBICACION:

SAN JOSE

TEMPERATURA:

20°C

CUARTO CON PRESION POSITIVA

DENSIDAD:

Tabla #11. Variación de la densidad del aire con la altitudAltitud relativa al Densidadnivel del mar relativa

Nivel del mar 0 0C 200 C 400 C

Nivel del mar 1.070 1000 0.936300m sobre 1.015 0.947 0.886600m sobre 0.983 0.915 0.856900m sobre 0.945 0.881 0.8251200m sobre 0.910 0.848 0.7931 500m sobre 0.882 0.822 0.7691 800m sobre 0.847 0.790 0.7392400m sobre 0.783 0.730 0.6833000msobre 0.720 0.671 0.6284500m sobre 0.593 0.553 0.518

p = 1,2 * (densidad relativa)

PRESION (atm):87 500 Pa

TEMPERATURA:20°C + 273 = 293R (aire) = 286,9 Nm/(K*kg)ρ= 87 500 = N K kg

286,9*293 m2 N m K

Densidad = 1.04 kg/ m3

Por gases ideales

Densidad = 1,2 * 0,848 kg/m3 = 1,018 kg/m3

CAUDAL:Q = a x b x h x Ra

b = largo en ( m )

a = ancho en ( m )

h = altura en ( m )Ra = renovación de aire ( /h ) Según encabezado -------- 20 C/h

Q = 8,74 x 5,02 x 3,00 x 20

Qprincipal = 2632m3/h

Qderivacion = 1316 m3/h

CALCULO DEL AREA DE DUCTO:

Velocidad del aire recomendada en los conductos (m/s) Edificios Fábricas Públicos Entrada de aire fresco 4-5 6-8 Conducto principal a partir del ventilador 4-5 6-12 Conductos derivados 2-5 3-5 Conductos verticales 1,5-3 2-4 Salidas 0,5-2 1-5

PRINCIPAL:• Ampliacion 30°.• Prefiltro de (500 x 600 x 50)mm.• Filtro de (500 x 600 x 100)mm.• Reduccion de 60°.• Tramo A-B ( 2,0m ).• Codo de 90° r = 150mm.• Tramo B-C ( 3,5m ).• Bifurcacion.

8 m/s DERIVACION:• Codo de 90° r = 150mm.• Tramo C-D ( 3,0m ).

4 m/s

SALIDA:• Rejilla superf. libre 60°

3 m/s

CODO

AMPL.

REDU.FILTR.

PREFL.

VENTI.

A-B

B-C

BIFUR.

CODO

C-D

REJILL.

RUTA CRITICA

tabla

AMPLIACION:V = 8 m/sK = de las tablas.

K = 0,35

Q = V*A A = Q/VQ = 2632 m3 * 1 h

h 3600 s Q = 0,731 m3/s

8,1091,03,0 ==

−−

ductoAreafiltroArea

2

2δKVh f = = (0,35)*(8)2*(1,018) = hf = 11,4 (Pa)2

Aprefiltro = 0,5 m*0,6 m = 0,3 m2

RINCIPAL:

(TABLA #2)

Aduct = 0,731 m3/s = 0,091 m2

8 m/s

RINCIPAL:

hf = (TABLA DE PREFILTROS)

PREFILTRO: EFIC: 45-55%

DIMENCIONES

(20 x 24 x 2”) (500 x 600 x 50) mm

EQUIVALENTE

DP-60 marca AIR GUARD

Aprefiltro = 0,3 m2 Vprefiltro = 0,731 m3/s /0,3 m2 = 2,43m/s

Vprefiltro = 2,43 m * 3,28 pies * 60 s = 478 pies/min s m min

hf = 0,36 pulgH2O * 1,5 = 0,54 pulgH2O

0,54 pulgH2O * 25,4mmH2O * 9,81 Pa1 pulgH2O 1 mmH2O fh = 134 6 (Pa)

RINCIPAL:

DIMENCIONES

(20 x 24 x 4”) (500 x 600 x 100) mm

EQUIVALENTE

VF2-815 marca AIR GUARD hf = (TABLA DE FILTROS)

FILTRO: EFIC: 80-85%

hf = 0,59 * 1,5 = 0,885 pulgH2O

0,885 pulgH2O * 25,4mmH2O * 9,81 Pa1 pulgH2O 1 mmH2O

fh = 220,5 (Pa)

RINCIPAL:

REDUCCION:V = 8 m/sK = de las tablas.

(TABLA #2)

K = 0,06

2

2δKVhf = = (0,06)*(8)2*(1,018) = hf = 1,9 (Pa)2

RINCIPAL:

TRAMO A-B:V = 8 m/sL = 2mQ = 0,731 m3/sAduct = 0,731 m3/s = 0,091 m2

8 m2/sSe asume que b = h

b = √Ab = √0,091

2 m

bh

b = 0,302K = 0,01 * ( h + b ) * L

h*b k = 0,132K = 0,01 * ( 0,302 + 0,302 ) * 2 = 0,132

0,302*0,302

2

2δKVhf = = (0,132)*(8)2*(1,018) = hf = 4,3 (Pa)2

RINCIPAL:

R = 0,15m

CODO 90° :V = 8 m/sR = 0,15 mK = de tablas.

(TABLA #2)

R = 0,15 = 0,497 ≅ 0,5A 0,302

B = h = 0,302 = 1A b 0,302

k = 0,2

2

2δKVhf = = (0,2)*(8)2*(1,018) = hf = 6,5 (Pa)2

RINCIPAL:

TRAMO B-C:V = 8 m/sL = 3,5mQ = 0,731 m3/sAduct = 0,731 m3/s = 0,091 m2

8 m2/sAsumo que b = h

b = √Ab = √0,091

3.5 mb

h

b = 0,302K = 0,01 * ( h + b ) * L

h*b k = 0,232K = 0.01 * ( 0.302 + 0.302 ) * 3,5 = 0,232

0.302*0.302

2

2δKVhf = = (0,232)*(8)2*(1,018) = hf = 7,6 (Pa)2

RINCIPAL:

BIFURCACION:V = 8 m/sK = de las tablas.

(TABLA #2)

K = 1.5

2

2δKVhf = = (1.5)*(8)2*(1.018) = hf = 48,8 (Pa)2

DERIVADOS:

3m

b

h

TRAMO C-D:V = 4 m/sL = 3mQ = 1316 m3/h = 0,366m3/sAduct = 0,366 m3/s = 0,092 m2

4 m/sAsumo que b = h

b = √Ab = √0,092

SIMETRIA, Q/2

b = 0,302

K = 0.01 * ( 0.302 + 0.302 ) * 3 = 0,1980.302*0.302

k = 0,198

2

2δKVhf = = (0,198)*(4)2*(1,018) = hf = 1,6 (Pa)2

K = 0,01 * ( h + b ) * Lh*b

CODO 90° :V = 4 m/sR = 0,15 mK = de tablas. R = 0,15m

2

2δKVhf = = (0,2)*(4)2*(1,018) = hf = 1,6 (Pa)2

DERIVADOS:

(TABLA #2)

R = 0,15 = 0,43 ≅ 0,5A 0,302

B = h = 0,302 = 1A b 0,302

k = 0,2

ALIDA:

REJILLA:Superficie libre 60%

V = 4 m/s

K = de las tablas.

(TABLA #2)

K = 4

2

2δKVhf == 4* (4)² * (1.018)

2

fh = 32,6 (Pa)

diagramaABLA DE PERDIDAS:

32.644-0.0910,302x0,302Rejilla SL 60%

1,640,2-0,0910,302x0,302Codo 90° r 150mm

1,640,19830,0910,302x0,302Tramo C-D

48,881,5---Bifurcacion 90°

7,680,2323.50,0910,302x0,302Tramo B-C

6,580,2-0,0910,302x0,302Codo 90° r 150mm

4,380,13220,0910.302 x0,302Tramo A-B

1,980,.06---Reduccion 60°

220,54--0.30.5x0.6x0.1Filtro

134,64--0.30.5x0.6x0.05Prefiltro

11,480,35---Ampliacion

PerdidasHf (Pa)

Velocidad(m/s)

Constantek

Longitud(m)

Area(m2)

Dimencion(m)

Seccion

Σ hf = 471,4 (Pa)

Se le suma La presión positiva necesaria.12,75 (Pa)

Σ hf = 471,4 (Pa)

P = 471,4 + 12,75 = 484,15(Pa)

P se necesita en plg H2O

OHmmOHp

PaOmmHPaP

2

22

.4,25.lg1*

)(81,91)(15,484 ∗=

P = 1,95 pulg.H2O

Q se necesita en pies3/min

min60315,352632 3

33 hm

pieh

mQ ∗∗=

Q = 2632m3/h

Q = 1549 pie3/min

VENTILADOR CENTRIFUGO

ALAVES HACIA ADELANTE

P =1,95 pulg.H2O Q = 1549 pie3/min

Presión RPM Motor

484 pa (2 Plg H2O) 1250 1 HP

Tipo D Impulsor Q entregado

V-304 320 mm 2632m3/h

(1600 pie3 /m)

Ventiladores Helicoidales