Evaluación del impacto del ángulo entre la placa del rotor y las aletas en el rendimiento de los ventiladores centrífugos
87 páginas
- Autores:
-
López Carazo, David
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad EIA .
- Repositorio:
- Repositorio EIA .
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repository.eia.edu.co/handle/11190/6922
- Palabra clave:
- Ventiladores centrífugos
Inclinación de los alabes
Rendimiento/eficiencia energética
Presión estática
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Córdoba Morales, Jorge HernánLópez Carazo, David2025-01-28T21:09:54Z2025-01-28T21:09:54Z2024https://repository.eia.edu.co/handle/11190/692287 páginasRESUMEN: El trabajo de grado presenta la experimentación centrada en la modificación del ángulo entre la placa del rotor y las aletas de un ventilador centrífugo. El objetivo primordial es determinar con precisión y profundidad los resultados e influencias que puedan surgir a partir de estas modificaciones. Para alcanzar este propósito, se emplearán herramientas analíticas como cálculos de triángulos de velocidad, la ecuación de Euler y simulación computacional, permitiendo un enfoque integral y riguroso en la evaluación de los cambios propuestos. El ventilador centrífugo, desde su invención, ha desempeñado un papel crucial en la industria gracias a sus notables capacidades en rendimiento, eficiencia y robustez. Este trabajo de grado se suma al vasto estudio existente sobre este dispositivo, mencionando cómo algunas teorías han llevado el estado del arte a niveles superiores, evidenciando resultados satisfactorios. Sin embargo, la propuesta no busca directamente elevar este nivel, sino exponer de manera transparente y detallada la verdadera influencia que puede tener la modificación específica del ángulo entre la placa del rotor y las aletas. En el estudio se diseñaron, fabricaron y probaron experimentalmente tres rotores: uno con palas rectas 90°, y dos con palas inclinadas a 85° y 75° respecto a la placa del rotor. Los hallazgos clave indican que el rotor de palas inclinadas 85° demostró una mayor presión estática, especialmente en condiciones de carga parcial, en línea con un estudio de ASME de 2021 sobre la inclinación de palas; sin embargo, el rotor de palas rectas 90° mostró consistentemente una mayor presión dinámica a través de diversas restricciones de flujo. Además, el rotor de palas rectas presentó mejor eficiencia general gracias a su mayor presión dinámica y el resultante mayor flujo masico, lo que subraya un compromiso entre lograr una mayor presión estática con las palas inclinadas y maximizar la eficiencia con el diseño de palas rectas. Por último, aunque las simulaciones de CFD, realizadas para inclinaciones de 105°, 90°, 85°, 75° y 45°, acertaron al predecir la tendencia de aumento en la presión estática con la inclinación de las palas, no lograron predecir con precisión el flujo másico, probablemente debido a las simplificaciones del modelo y las configuraciones específicas de la simulación.ABSTRACT: The thesis focuses on experimenting with the modification of the angle between the rotor plate and the blades of a centrifugal fan. The primary goal is to precisely and thoroughly determine the results and influences arising from these modifications. To achieve this, analytical tools such as velocity triangle calculations, Euler’s equation, and computational simulations were employed, enabling a comprehensive and rigorous approach to evaluating the proposed changes. Since their invention, centrifugal fans have played a crucial role in industry due to their notable performance, efficiency, and robustness. This thesis adds to the extensive body of research on these devices, highlighting how certain theories have advanced the state of the art with satisfactory results. However, the study does not aim to further elevate this level but rather to transparently and comprehensively reveal the true impact of the specific modification to the angle between the rotor plate and blades. In the study, three rotors were designed, fabricated, and experimentally tested: one with straight blades (90°) and two with blades inclined at 85° and 75° relative to the rotor plate. Key findings indicate that the rotor with 85° inclined blades demonstrated higher static pressure, especially under partial load conditions, aligning with a 2021 ASME study on blade inclination. However, the rotor with straight blades (90°) consistently showed higher dynamic pressure across various flow restrictions. Additionally, the straight-bladed rotor exhibited better overall efficiency due to its higher dynamic pressure and resulting higher mass flow, highlighting a trade-off between achieving greater static pressure with inclined blades and maximizing efficiency with straight blade designs. Finally, while CFD simulations conducted for blade inclinations of 105°, 90°, 85°, 75°, and 45° accurately predicted the trend of increased static pressure with greater blade inclination, they failed to precisely predict mass flow, likely due to model simplifications and specific simulation configurations.PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)application/pdfspaUniversidad EIAIngeniería MecánicaEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia, Colombia)Derechos Reservados - Universidad EIA, 2024Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación del impacto del ángulo entre la placa del rotor y las aletas en el rendimiento de los ventiladores centrífugosTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Ventiladores centrífugosInclinación de los alabesRendimiento/eficiencia energéticaPresión estáticaPresión dinámicaSimulación CFDPruebas experimentalesDiseño del rotorVolutaPublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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