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Publicada porAurora Cárdenas de la Fuente Modificado hace 7 años
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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN TÚNEL DE VIENTO CERRADO PARA CALIBRACIÓN DE SENSORES E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DEL INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA (INAMHI) Jaime Benalcázar
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Objetivos: Diseñar y construir un túnel de viento subsónico cerrado que permita realizar la calibración de los sensores e instrumentos de medición utilizados por el INAMHI. Definir los conceptos básicos del funcionamiento de un túnel de viento subsónico cerrado, y los elementos que lo conforman. Dimensionar Elaborar el dimensionamiento de los diferentes componentes mecánicos que conforman el túnel de viento.
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Efectuar el dimensionamiento de los diferentes dispositivos eléctricos y electrónicos empleados en el túnel de viento, ya sea en los sistemas de adquisición, control y actuación. Realizar pruebas de los sistemas en conjunto en los distintos modos de operación, para verificar los tiempos de estabilización.
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FUNCIONAMIENTO Y ESTRUCTURA DE UN TÚNEL DE VIENTO Túnel de viento
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Partes del túnel de viento cerrado 1.Sección de pruebas 8. Difusor 3 2. Difusor 19. Esquina 3 3. Esquina 110. Lateral 2 4. Lateral 111. Esquina 4 5. Lateral 2 12. Cámara de estabilización 6. Difusor 213. Contracción 7. Ventilador
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DISEÑO, SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS MECANICOS, ELÉCTRICOS Y DE CONTROL Diámetro mínimo de la sección de pruebas de 500 mm Velocidades variables Velocidad de operación de 0 hasta 60 m/s Uniformidad de flujo Niveles de turbulencia menores al 2% Niveles de ruido inferiores a 115 dB(A) Sección de pruebas en acrílico trasparente. Dimensiones acorde a la infraestructura del Instituto
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Selección de tipo de túnel de viento CriterioabcdΣ Priorid ad Túnel Abierto 0,33* 0,3 0,33* 0,1 0,33* 0,4 0,33* 0,2 0,332 Túnel Cerrado 0,67* 0,3 0,67* 0,1 0,67* 0,4 0,67* 0,2 0,671
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Selección de la geometría de la sección de pruebas AlternativasabcdΣPriorida. Circular0,5* 0,30,5* 0,40,17*0,150,5* 0,150,461 Rectangular0,17*0,30,17*0,40,5* 0,150,25*0,150,233 Octogonal0,33*0,30,33*0,40,33*0,150,25*0,150,312
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Sección de pruebas
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Calculo de flujo másico y caudal de aire requerido
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Difusor Alternativasr2 [mm]A2 [m 2 ]ArL [mm] 13000.28271.441.132520 23650.41852.132.612520 34000.50272.563.42520
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Contracción
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Cámara de estabilización
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Deflectores CriterioabcDΣPrioridad Alternativa 10,42*0,40,17*0,20,17*0,10,42*0,30,342 Alternativa 20,42*0,40,33*0,20,42*0,10,42*0,30,401 Alternativa 30,33*0,40,5* 0,20,42*0,10,17*0,30,333
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Deflectores
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Pre diseño Difusor 2 y Difusor 3
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Calculo de las perdidas
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Secciones de área constante
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Re Sección de pruebas0.51.2601.40E+060.0130.0312 Lateral 10.731.0228.159.59E+050.0130.018160.004 Lateral 21.350.428.235.18E+050.0140.004358.19E-05 Cámara de estabilización 1.351.5558.235.18E+050.0140.018400.000346
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Difusores
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Pre diseño Difusor 2 y Difusor 3 ReF Difusor 10.50.732.522.61601.40E+060.0130.0470 Difusor 2 y 3 0.731.356.6952.6528.159.59E+050.0130.06620.0146
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Esquinas Re Esquina 10.73028.1480.5266.91E+050.1480.033 Esquina 20.73028.1480.5266.91E+050.1480.033 Esquina 31.3508.2300.5262.02E+050.1610.003 Esquina 41.3508.2300.5262.02E+050.1610.003
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Alisador de Flujo (Mallas)
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Pérdidas totales
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Potencia de ventilador
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Diseño Difusor 2 y Difusor 3 DiDeLTAr Difusor 20.731.082.5413.942.1887 Difusor 31.081.352.5962.981.5625
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Diseño eléctrico- Características motor
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Variador de frecuencia DescripciónDetalle Marca y modeloAllen Bradley Power flex 700 Voltaje:480 V trifásica Servicio Normal:30 HP Servicio fuerte:25 HP Amperaje:30 A
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Protecciones eléctricas
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Distribución elementos de potencia
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Distribución del Panel de control 1.Botón inicio 2.Botón Pare 3.Switch 4.Perilla 5.Pare de emergencia 6.Luz indicadora Roja 7.Switch pantalla 8.HMI. 9.Luz indicadora Amarrilla 10.Luz indicadora Verde
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Modos de operación
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Perfiles de velocidad en la sección de pruebas ASHRAE Standard 111
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15 m/s Datos promedios en los puntos a 15 m/sInterpolación a 15 m/s
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15 m/s Datos de desviación estándar a 15 m/s Interpolación de la desviación estándar a 15 m/s
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Velocidad máxima
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Control PID
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CONCLUSIONES Velocidad máxima es 69,7 m/s a 1650 RPM Desviación estándar del 1% ±2% en la velocidad promedio
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RECOMENDACIONES Instalación las mallas y el direccionador de flujo para disminuir las turbulencias y diferencia de la velocidad promedio a rangos menores del 1% del en toda la sección de pruebas y lograr una mejor calidad de flujo.
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