La norma ANSI/AMCA STANDARD 210, ANSI/ASHRAE STANDARD 51, establecen un método uniforme que se aplica a laboratorios de ensayos de ventiladores y otros dispositivos de movimiento de aire para determinar el performance aerodinámico, en términos de: caudal, presión, potencia, densidad del aire, velocidad de rotación y eficiencia.
El laboratorio destinado a la Aerotécnica de Soler&Palau, ubicado en Puebla, México, es el primero en toda Latinoamérica en contar con la acreditación de AMCA, como laboratorio de pruebas.
Ing. David Ortiz
La norma ANSI/AMCA STANDARD 210, ANSI/ASHRAE STANDARD 51, establecen un método uniforme que se aplica a laboratorios de ensayos de ventiladores y otros dispositivos de movimiento de aire para determinar el performance aerodinámico, en términos de: caudal, presión, potencia, densidad del aire, velocidad de rotación y eficiencia.
Esta norma no especifica ningún procedimiento de ensayo para diseño, producción o ensayos en campo.
El laboratorio de Aerotécnica Soler&Palau cuenta con dos Cámaras de toberas múltiples, una de ellas para descarga, que se representa en la figura 1 (Outlet Chamber Setup – Multiple Nozzles In Chamber), y otra para aspiración descrita en la figura 15 (Inlet Chamber Setup – Multiple Nozzles in Chamber), las cuales están conectadas a una cámara semireverberante.
La cámara debe estar incorporada en el equipo de laboratorio para proveer una estación de medición, o simular las condiciones esperadas del ventilador en servicio.
La cámara puede ser circular o rectangular, la dimensión M es igual al diámetro equivalente de la dimensiones a y b donde:
M = √4ab/π
Una cámara para la figura 12 debe tener una sección de área mínima de 9 veces, del ventilador de descarga o ductos de descarga para ventiladores con eje de rotación perpendicular a la descarga y una sección de corte de área mínima de 16 veces el área del ventilador de descarga o ductos para ventiladores con eje de rotación paralelo a la descarga.
La cámara para la figura 2 debe tener una sección de área mínima, 5 veces el área del ventilador de inyección.
Las toberas múltiples están localizadas, simétricamente, de tal forma que la línea de centro de cada tobera está al menos a 1.5 diámetros de las paredes de la cámara, la distancia mínima entre centro de las toberas en uso simultaneo es 3 veces el diámetro de la tobera más grande.
La incertidumbre de las mediciones de caudal es reducida cambiando a toberas más pequeñas o haciendo una combinación de éstas para los caudales más bajos.
En la figura 1 podemos apreciar el sentido que lleva el aire y las diferentes estaciones de medición. En el plano PL.1 inicia el movimiento de aire, en el PL.2 descarga hacia la cámara por lo que no debemos registrar la temperatura del aire, enseguida tenemos cualquiera de los tipos de instalación, y que se divide en cuatro categorías que son: A : free Inlet, Free Outlet, B: Free Inlet, Ducted Outlet, C: Ducted Inlet, Free Outlet, y D: Ducted Inlet, Ducted Outlet. Estos ductos deberán tener una longitud de 20 a 3 veces el diámetro equivalente de la descarga del ventilador.
| Figura 1. Esta figura muestra la configuración típica para una cámara de descarga, figura 1 de AMCA Standard 210. |
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Estas cuatro categorías aplican para ensayos en ambas figuras 1 y 2.
| Figura 2. Representada por este diagrama. |
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El laboratorio de Aerotécnica S&P cuenta con dos cámaras de toberas, una para descargar y otra para aspiración
Después de que el aire entra en la cámara, en el plano PL.7 tenemos una estación para medir la presión estática, ocho instrumentos conectados en serie a un transductor, y éste a su vez a un micro manómetro, el cual tiene una resolución de 0.001 mmcda. El aire llega a una sección de mallas que tienen por objeto convertir el flujo turbulento en uno a velocidad y presión uniforme en toda la sección de área. En el plano PL5 se registra la temperatura del aire, y se mide la presión antes de las toberas múltiples. En el plano PL.6 medimos nuevamente la presión estática pero esta vez después de las mismas con el objetivo de determinar el diferencial de presión y obtener la presión dinámica, por lo que podemos conocer la velocidad y aplicando las siguientes fórmulas, el caudal de aire:
Q5 = √2 y √DP / p5 S (CA6) — Pv = Pv2
Q = Q5 (p5/p) Pt1 = 0
V2 = (Q/A2) (p/p2) — Pt2 = Ps7 + Pv
Pv2 = (V2/√2)2 P2 ————— ——- Ps = Pt – Pv
Al final de la cámara tenemos un sistema de compensación que nos ayuda a variar el punto de operación del ventilador, que está formado por dos ventiladores tubulares de acoplamiento directo conectados a un variador de frecuencia con el que es posible regular la velocidad y cantidad de aire a extraer de todo el sistema.
Aquí el recorrido del aire es en sentido contrario a la figura 1 el sistema auxiliar de compensación es el primer paso, nuevamente encontramos un bloque de mallas que nos ayudarán a uniformizar el flujo del aire. En los planos PL.5 y PL.6, igual que en la anterior figura, medimos el diferencial de presión para obtener la presión dinámica y despejar la velocidad, así como registrar la temperatura del aire. En el plano PL.8 medimos la presión total mediante el uso de tubos de presión total, el tubo debe estar directamente hacia el flujo del aire y la entrada debe ser libre sin obstrucciones, ni rugosidades.
En los planos PL1 y PL2 es la descarga del ventilador, y en el plano 2 es necesario medir la temperatura del aire.
Hacemos mucho hincapié en las lecturas de temperatura, ya que como se mencionó al inicio del texto es un objetivo de la norma determinar el performance aerodinámico en términos de la densidad del aire, por lo tanto debemos hacer correcciones por altitud y temperaturas bulbo húmedo y seco.
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*Los diagramas fueron tomados de la Norma ANSI/AMCA 210/99.
[author ]Ing. David Ortiz
Ingeniero Mecánico egresado del Tecnológico de Puebla; ha desempeñado diferentes cargos en empresas como SKF, Johnson Controls y desde 1998 ha colaborado en Soler&Palau. Iniciando su experiencia profesional en ventilación en el Departamento de Calidad y desde que la empresa inició su proyecto en el Desarrollo del Laboratorio de Aerotécnica, ha estado al frente del mismo en colaboración con Soler&Palau España, para la puesta en marcha y el desempeño efectivo del mismo, aportando día a día sus amplios conocimientos en Ventilación y Acústica.[/author]
3 comentarios
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