SISTEMA DE UTILIZACIN EN MEDIA TENSIN 20 KV.

4.1.5 CALCULO DE VENTILACIN NATURALA. VOLUMEN DE AIRE NECESARIO PARA LA EVACUACION DE CALOR.Para el caso de ventilacin se asume que en las peores condiciones, el aire seco a 20C es el que tiene menos cualidades de ventilacin, por lo tanto como medida de seguridad podemos asumir que se ventilar la sub-estacin con aire seco, por lo que el peso del aire seco, se puede expresar por:

Para el aire seco

Para aire hmedoDonde:G=Peso del aire seco

T=temperatura absoluta en grados kelvin

P=presin del aire en atmsferas

h1=tensin parcial del vapor de agua en atmsferas

=grado de humedad

Adems:

Calor especifico del aire seco :

1 kcal= 4187 kJ = 4190 W-s = 866 kW-hDe donde obtenemos que el volumen de aire para transportar 1kcal a una diferencia de temperatura (t1 t) ser:

Formula a usarseDe la frmula podemos decir que el volumen de aire de salida es mayor que el volumen de aire de entrada.B. FUERZA ASCENSORIAL DEL AIRE

El valor de la fuerza ascensorial PQ, para una altura parcial h se expresa por:

Donde:

h=altura parcial de la columna de aire(m)t=temperatura del aire exterior en(C)t1=temperatura del aire interior en(C)

La fuerza ascensorial para una cierta altura de aire se obtiene sumando las fuerzas ascensoriales de las alturas parciales.El aire refrigerante se calienta en contacto con el transformador, y en el recorrido de longitud h2 se eleva la temperatura, pudiendo admitirse que la temperatura media es de:

C. SECCIN DE LOS CANALES

La fuerza ascensorial que adquiere el aire por calentamiento debe ser mayor que la resistencia que oponen todos los canales de flujo de aire. Las resistencias que debe vencer la fuerza ascensorial del aire son los siguientes:

Frotamiento contra las paredes.

Prdidas ocasionadas por los cambios de direccin. La fuerza ascensorial debe ser suficiente para producir las alturas dinmicas que se necesitan para la circulacin. Altura para vencer la presin eventual de vientos exteriores (se considerada despreciable).Se tiene la evacuacin: (m)

donde:

Po =Presin del aire a la entrada del canal en metros de columna de aire

ho=V2/2g (H( t)= altura dinmica

( hw = Total de prdidas de presin =

V = Velocidad del aire (m/s)T = Temperatura del aire exterior en (C)R = Resistencia del canal interior en (C)( (= Sumatoria de prdida por cambio de direccin.D. CALCULOS.1. Volumen de aire necesario en la entrada:

T= 273+35 = 308K (temperatura en la entrada de la celda)

t1= 50C

t = 35C

P = 1 atmsfera

Reemplazando valores:

Para el transformador de 900 KVA

Prdida en el cobre : 11000 W

Prdida en el fierro: 1200 W

Prdida Total

: 12200 W = 12,20 kW

Entonces el volumen de aire en la entrada ser:

2. Volumen de aire necesario en la salida:

T= 273+50 = 323K (temperatura en la entrada de la celda)

t1= 50C

t= 35C

P = 1 atmsferaReemplazando valores:

Entonces el volumen de aire en la salida considerando las prdidas del transformador ser:

3. Clculo de la fuerza ascensional.La fuerza ascensional del aire valdr:

PQ1 para la zona L1 (0,76m)

PQ2 para la zona L2 (1,64m)

La fuerza ascensorial total es:

Po = 0,01601 + 0,06751 = 0,08352 m

4. Clculo de las prdidasEl ducto de entrada del centro de transformacin es de:

A= rea de entrada de Ventilacin= 1,20 m2 La velocidad del aire es de:

En el canal de entrada se tendr una rejilla de material de pletina de espesor de 1/8 distanciados a 18 cm; entonces ( = 1, las prdidas de presin de entrada sern:

Las prdidas en el canal de ingreso usan un coeficiente en funcin de (U/F) y el permetro del canalSeccin del canal = 1,10m2

Longitud del canal= 1m

Permetro de canal U= 3,2m

Prdidas en el codo del canal es:Seccin de la celda transformador = 2,00m2

Prdidas en las lminas de la celda es:Seccin de la celda = 4,26m2

Prdidas en la salida de la celda es:Seccin de la celda = 1,38m2

Total prdidas = ha+hb+hc+hd+he = 0,0831

(Total prdidas) 0,0831< (fuerza ascensorial total) 0,352

Por lo tanto el diseo de ventilacin es correctoJunio del 2007

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