Aula Ventilação Industrial 3

7/21/2019 Aula Ventilação Industrial 3

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Julio Rezende - [email protected]



PSICROMETRIA

O ar que respiramos não é seco mas sim uma mistura de ar com vapor d’agua.Chamamos de Psicrometria o estudo do ar úmido.As cartas psicrométricas, disponíveis na literatura, relacionam diversaspropriedades do ar úmido, a saber:

- Temperatura de bulbo seco ( tbs ) °C- Temperatura de bulbo úmido ( tbu ) °C- Umidade relativa ( ur ) %- Umidade absoluta (ω) kg H2O / kg de ar seco

- Entalpia ( h ) kJ / kg de ar- Volume específico ( v ) m3 / kg




PSICROMETRIATemperaturas de bulbo seco ( ° C)

Normalmente efetuamos leitura de temperatura utilizando-se um termômetrocom o bulbo seco.Esta leitura, normalmente, não precisa ser corrigida devido aosefeitos da radiação térmica do ambiente.

Temperaturas de bulbo seco ( ° C)

Quando colocamos no bulbo do termômetro uma mecha de algodão ou flanelaumedecidos, a temperatura no bulbo irá cair em função da vaporização da água

para o ambiente. Esta vaporização será dificultada caso o vapor d’água contidono ar estiver próximo da saturação. Caso contrário, a vaporização será maisintensa, provocando maior resfriamento do bulbo e a leitura da temperaturanestas condições será mais baixa. Esta temperatura sempre será menor ou nomáximo igual à temperatura de bulbo seco.




PSICROMETRIA

Fonte : Van Wylen/ Sonntag – Fundamentos da Termodinâmica

Arranjo utilizado para a medição das temperaturas de bulbo seco e úmido em regimepermanente.




PSICROMETRIA

Psicrômetro de ventilador




PSICROMETRIADefinições

Umidade absoluta (kg H 2O/kg de ar seco)

A umidade absoluta é a massa de água (na forma de vapor) contida em 1quilograma de ar seco.

Umidade Relativa (%)

É definida como a razão entre a pressão parcial do vapor d’água e a pressão desaturação da água à mesma temperatura.

Pressão parcial do vapor d’água (mm Hg)

É a pressão que se obteria se o vapor de água contido no ar ocupasseisoladamente todo o volume.




PSICROMETRIA

DefiniçõesEntalpia (kJ /kg ar seco)

A entalpia é a quantidade de energia contida em um determinado fluido quesofre transformação. É uma função do estado do fluído, mas não é uma grandeza

que conseguimos medir. Podemos apenas determinar sua variação, quando estecorpo passa por uma mudança em seu estado termodinâmico, ganhando ouperdendo energia.

Volume Específico (m3 /kg ar seco)

É definido como sendo a relação do volume (m3) da mistura de ar e vapor d’águapor quilograma de ar seco.




PSICROMETRIA

DefiniçõesPonto Orvalho ( ° C)

É a temperatura na qual o vapor de água contido no ar úmido se condensaquando resfriado à pressão constante. Corresponde à temperatura de saturação

da água à pressão parcial de vapor.

Calor

É definido como sendo a forma de transferência de energia através da fronteira

de um sistema (ou meio), em uma dada temperatura, para um outro sistemaque apresenta temperatura inferior.




PSICROMETRIA

DefiniçõesCalor Sensível (J)

É denominado calor sensível, a quantidade de calor que tem como efeito apenas aalteração da temperatura de um corpo. Representa o nível de energia de um fluido oucorpo, de forma perceptível e mensurável.

Q = Quantidade de calor sensível (J)

m = Massa da substância (kg)c = Calor específico da substância (J / kg.°C)t1 = temperatura no estado inicial (°C)t2 = temperatura no estado final (°C)

)tm.c.(tQ 12




PSICROMETRIA

DefiniçõesCalor Latente (J)

é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa dedeterminada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe dosólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice versa. Durante a mudança de fase, apressão e a temperatura da substância não variam, mas seu estado de agregaçãomolecular se modifica.

Q = Quantidade de calor necessária para a mudança de fase (J)m = Massa da substância (kg) = Calor latente (de vaporização ou de condensação) (J / kg)

m.λQ




PSICROMETRIA

Outras definiçõesCalor específico (kJ/ kg.K)

É a energia necessária para elevar de 1 k a temperatura de uma massa de 1 kg deuma determinada substância. Pode ser descrito como Calor Específico à volume

constante e calor específico à pressão constante (muito utilizado no cálculo dosprocessos de aquecimento e resfriamento).




PSICROMETRIA

Outras definiçõesPressão (kg/cm2 ); (Pa)




PSICROMETRIA





PSICROMETRIA





PSICROMETRIA





PSICROMETRIA





PSICROMETRIA


4

2

5

6

7

3

1 – Linha de temperatura de bulbo secoconstante2 – Linha de umidade absoluta constante (emkg de vapor / kg de ar seco)3 – Escala de umidade absoluta

4 – Linha de temperatura de bulbo úmidoconstante5 – Linha de volume específico constante (emm3 de ar / kg de ar seco)6 – Escala de entalpia (h) (em KJ / kg de arseco)7 – Linha de Umidade Relativa constante (UR)

(em %)




PSICROMETRIA




PSICROMETRIA




PSICROMETRIA




PSICROMETRIA




PSICROMETRIA




PSICROMETRIAZonas Bioclimáticas






































CONDIÇÕES DE CONFORTO TÉRMICO


O homem é o que chamamos de um ser homeotérmico, ou seja, a suaenergia vital é conseguida através de fenômenos térmicos em umprocesso chamado de metabolismo. A sua energia útil é de apenas 20%da energia metabolizada. Os restantes 80% são transformados em calor e

devem ser eliminados para o equilíbrio térmico seja mantido.Sempre que o organismo, através do seu sistema termo-regulador,necessita de trabalhar muito para manter este equilíbrio, ocorre a fadiga,e a conseqüente queda de rendimento das atividades, podendo chegar acausar algum dano físico, como tonturas, desmaios, etc.Assim o conforto térmico é obtido sempre que se consegue manter,através das trocas térmicas, um equilíbrio ( em torno de 36,7°C) entre ocorpo e o ambiente.




M – Metabolismo ;R – Radiação;C – Condução;

Cv – Convecção;E – Evaporação


TIPOS DE TROCASTÉRMICAS ENTRE OCORPO E O AMBIENTE:






A máxima quantidade de calor que o organismo pode perder porevaporação é de 600 kcal/h, num ambiente com umidade relativabaixa o suficiente para receber esta quantidade de vapor d’água.A velocidade do ar é importante tanto na troca de calor porcondução ou convecção, como na troca por evaporação. Existemdiversos índices de carga térmica; Entre os mais conhecidos estão:

A) ÍNDICES EMPÍRICOS:

São os índices que utilizam as respostas subjetivas ou fisiológicascomo variável dependente.





Temperatura efetiva (TE):É uma grandeza empírica capaz de exprimir em um único índice asensação de calor, combinando a temperatura, a umidade relativa ea velocidade do ar.

Supondo uma pessoa exposta a uma condição de temperatura debulbo seco, a uma certa umidade relativa e a uma determinadavelocidade do ar, a temperatura efetiva correspondente a essascondições seria a temperatura do ar parado, saturado de umidade(100%), e que provocaria a mesma sensação de calor ou frio queaquelas verificadas nas condições dadas.Para a obtenção da temperatura efetiva foram desenvolvidosdiagramas específicos (cartas de conforto).





Cartas de ConfortoIndicam subjetivamente a sensação de conforto térmico a partir delevantamentos estatísticos.

Carta de Temperatura EfetivaA temperatura efetiva é uma medida de temperatura equivalente àsensação de conforto térmico obtida pela combinação detemperatura de bulbo seco (tbs), umidade relativa (ur) e avelocidade do ar. A NR 17, no item 17.5.2, estabelece que o índice

de temperatura efetiva, nos locais de trabalho, deve estar entre20°C e 23°C, a velocidade do ar não superior a 0,75 m/s e aumidade relativa do ar, não inferior a 40%.








CARGA TÉRMICA

Carta de Temperatura Efetiva




CONFORTO TÉRMICO

CARTA BIOCLIMÁTICA DE OLGYAY Foi desenvolvida a partir de estudos doefeito do clima sobre o homem, estejaou não abrigado. É aplicável parahabitantes de regiões de clima quenteem trabalho leve e vestindo 1 “clo”,

que corresponde à vestimenta leve,cuja resistência térmica equivale a 0,15°C m2/W. Se um ponto determinadopela temperatura de bulbo seco eumidade relativa do ar situar-se acimada zona de conforto será necessário

recorrer-se ao efeito de movimento doar. Se a temperatura for elevada e aumidade muito baixa, o movimento dear praticamente não favorecerá emmelhoria da sensação de conforto.




CONFORTO TÉRMICO

Temperatura efetiva corrigida (TEC):Este índice incluí o efeito calor radiante medido através deum termômetro de globo convencional ( Globo de Vernon),que é constituído de uma esfera oca de cobre de 150 mmde diâmetro e 1 mm de espessura, pintada externamente

de preto fosco e provida de um termômetro cujo bulbodeve localizar-se no centro da esfera. Este aparelho deveser montado no local da medição, sem contato diretocomo suporte, para evitar perdas por condução.


O tempo de estabilização varia entre 20 e 30 minutos, o que por vezes dificulta

uma avaliação precisa de certas situações encontradas nos ambientes de trabalho.O termômetro de bulbo úmido natural, difere daqueles utilizados em psicrômetrospelo fato de não se impor uma velocidade forçada ao ar e o bulbo não serprotegido contra a radiação térmica. Ele simula a pele do trabalhador, úmida desuor.




CONFORTO TÉRMICO

Índice IBTUG – Conforme NR 15

IBTUG = índice de bulbo úmidotemperatura de globoTbn = Temperatura de bulbo úmido naturalTg = Temperatura de GloboTbs = Temperatura de bulbo seco

gbn 0,3T0,7TIBTUG

Ambientes internos ou externos sem carga solar

bsgbn 0,1T0,2T0,7TIBTUG

Ambientes externos com carga solar

Índice de bulbo úmido – Termômetro de Globo (IBTUG):Este índice leva em consideração os principais fatores intervenientes na troca

térmica entre o homem e o ambiente.Em Higiene do Trabalho, o termômetro de globo tem sido usado nadeterminação do Índice de Bulbo Úmido - Termômetro de Globo (IBUTG),previsto na legislação (Portaria 3214/78, NR/15 - Anexo ) para avaliação daexposição ocupacional ao Calor.

É




CONFORTO TÉRMICOB) ÍNDICES RACIONAISEntre os índices racionais, o mais conhecido é o índice de sobrecarga térmica de

Belding & Hatch (IST), que expressa a relação entre a quantidade de calor que

deve ser perdida por evaporação (EVreq) para a manutenção da temperaturacorporal a quantidade máxima de calor que pode ser perdida por evaporação,quando o corpo estiver totalmente molhado de suor (EVmáx):

600kcal/hEpara 100E

EIST

máx

máx

req

V

V

V

600kcal/hEpara 100600

EIST

máx

req

V

V

IST Implicações fisiológicas e higiênicas para exposição de 8 h

10 a 30 Resposta moderada ao calor.

40 a 60 Resposta severa ao calor. Baixa eficiência física e mental.

70 a 90 Resposta muito severa ao calor. Poucos conseguem suportar

100 Tolerância máxima para pessoas jovens e adaptadas.



CARGA TÉRMICA

Corresponde à quantidade de calor sensível e latente infiltrado ougerado em um ambiente. Um sistema de ventilação deverá tercapacidade suficiente para remover a carga térmica, caso contrário,não será possível manter as condições internas desejadas.

Para o cálculo da carga térmica requer-se o conhecimento daarquitetura da instalação com dados completos dos materiais,orientação (norte), ocupação, e outros dados a serem mencionadosadiante.




CARGA TÉRMICA

Determinação das condições internas e externas

São fundamentais o conhecimento das condições externas e a determinação dascondições internas necessárias ou desejadas para o ambiente a ser climatizado.

As condições externas são encontradas na literatura especializada ou em normastal como na NBR 6401 da ABNT.

As condições internas deverão ser obtidas junto à Engenharia de Processo doCliente ou, conforme o caso, na literatura especializada.

Se a climatização for para conforto, podemos nos basear em propriedades do arque satisfaçam condições consideradas como de conforto obtidas em cartas deconforto.





CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO

http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=pEMBXetWqmXlLM&tbnid=YQl_uHL5zs2jhM:&ved=0CAUQjRw&url=http://ruskinfreitas.wordpress.com/conforto-ambiental/&ei=W8uEU_WmAc_7oATq1ICQBg&bvm=bv.67720277,d.b2k&psig=AFQjCNHRiDXfMQT2LjrHKLOZO1Lm0ywhyA&ust=1401298113102397




CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO

É




CONFORTO TÉRMICO

CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO

É




CONFORTO TÉRMICO

É




CONFORTO TÉRMICO

É




CONFORTO TÉRMICO

É




CONFORTO TÉRMICO

É




CONFORTO TÉRMICO

CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO

CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO

CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO

CONFORTO TÉRMICO




CONFORTO TÉRMICO






Ventiladores




Ventiladores

Um ventilador é uma máquina que produz fluxo de gás com duas ou mais pásfixadas a um eixo rotativo. Os ventiladores convertem a energia mecânicarotacional, aplicada aos seus eixos, em aumento de pressão total do gás emmovimento. Esta conversão é obtida através da alteração do momento do fluido.

• São os responsáveis pelo fornecimento de energia ao ar, com a finalidade demovimentá-lo, quer seja em ambientes quer seja em sistema de dutos.

• A função básica de um ventilador é, pois, mover uma dada quantidade de ar porum sistema de ventilação a ele conectado.

• Assim, o ventilador deve gerar uma pressão estática suficiente para vencer asperdas do sistema e uma pressão cinética para manter o ar em movimento.

• Basicamente, há dois tipos de ventilador: os axiais e os centrífugos.




Ventiladores

VENTILADORES CENTRÍFUGOS:É um ventilador em que o ar entra no rotor axialmente eé descarregado radialmente em uma carcaça do tipovoluta. Um ventilador centrífugo consiste em um rotor,uma carcaça de conversão de pressão e um motor. O arentra no centro do rotor em movimento na entrada, éacelerado pelas palhetas e impulsionado da periferia dorotor para fora da abertura de descarga.




Ventiladores

VENTILADORES AXIAIS:O ventilador de hélice consiste em uma hélice montada numaarmação de controle de fluxo, com o motor apoiado por suportesnormalmente presos à estrutura dessa armação. O ventilador éprojetado para movimentar o ar de um espaço fechado a outro apressões estáticas relativamente baixas. O tipo de armação eposição da hélice tem influência decisiva no desempenho do ar eeficiência do ventilador. São menos eficientes e mais ruidosos queos ventiladores centrífugos.




Ventiladores

Ar padrão (Sistema Internacional)ar seco a 20ºC e 101,325 kPa. Sob essas condições, o ar secotem uma densidade de massa de 1,204 kg/m .Pressão Relativa - Coluna d’água (C a )É a medida de pressão acima da atmosférica expressa comoa altura de uma coluna de água em mm (ou polegadas). A

pressão atmosférica ao nível do mar iguala-se a 10.340 mm(407,1 polegadas) de coluna d’água.Pressão Estática (P e )É a diferença entre a pressão absoluta em um determinadoponto em uma corrente de ar ou câmara pressurizada e apressão absoluta da atmosfera ambiente, sendo positiva

quando a pressão neste ponto estiver acima da pressãoambiente e negativa quando estiver abaixo. Atua igualmenteem todas as direções, independente da velocidade do ar e éuma medida da energia potencial disponível em umacorrente de ar.




Ventiladores

Pressão de velocidade – pressão dinâmica (P d )É a pressão exigida para acelerar o ar dorepouso (v=0) para algum valor e velocidade e éproporcional à energia cinética da corrente dear.Para o Ar Padrão:

V = Velocidade do ar (m/s)

Pressão Total (P t )É a soma algébrica da pressão estática e a

pressão dinâmica. É uma medida da energiatotal disponível na corrente de ar.

2

d 1,3

VP

det PPP




Ventiladores

Pressão total do ventilador É a diferença algébrica entre a pressão totalmédia na descarga do ventilador e a pressão totalmédia na aspiração do ventilador. É a medida daenergia mecânica total acrescentada ao ar ou gáspelo ventilador

Vazão (Q)É a quantidade de ar ou gás, em volume,

movimentada pelo ventilador na unidade detempo. É independente da densidade do ar ougás. A unidade da vazão é m3/h, porém, a unidadecorreta no SI é m3/s.


entrada saída )( )( TTTV PPP



Ventiladores

Pressão estática do ventilador É uma grandeza utilizada na medição dodesempenho de ventiladores, e não pode sermedida diretamente. É a pressão total doventilador menos a pressão dinâmicacorrespondente à velocidade média do ar na

descarga do ventilador.

Potência Absorvida pelo Ventilador (W abs )É a potência real que um ventilador requer paramover um dado volume de ar à uma determinadapressão.

t

tabs

η

P

1020

QW .

Q = vazão (m3/s)Pt = Pressão total (Pa)Wabs = Potência absorvida (kW)t= rendimento total do ventilador




Ventiladores

Rendimento estático ( e )É a potência estática dividida pela potênciaabsorvida do ventilador.

Rendimento Total ( t )Também chamado de rendimento mecânico, ousimplesmente rendimento. É a razão da saída depotência sobre o suprimento de potência.

Q = vazão (m3/s)

Pt = Pressão total (Pa)Wabs = Potência absorvida (kW)t= rendimento total do ventilador

abs

ee

W.270000

P.Qη

abs

tt

W.270000

P.Qη

Q = vazão (m3/s)Pe = Pressão estática (Pa)Wabs = Potência absorvida (kW)t= rendimento total do ventilador




Ventiladores

Pressão estática com vazão nulaCondição de operação em que a descarga doventilador encontra-se completamente fechada,resultando em nenhum fluxo de ar.

Condição de descarga livreNesta condição de operação a pressão estática

através do ventilador é zero, e a vazão é máxima.




Ventiladores

Intervalo de AplicaçãoÉ o intervalo de vazões e pressões de operação,determinado pelo fabricante, no qual umventilador irá operar satisfatoriamente.O intervalo de aplicação típica para ventiladorescentrífugos com pás voltadas para a frente é de

30% a 80% da vazão máxima, para ventiladoresinclinados para trás é de 40% a 85% da vazãomáxima e para ventiladores com pás radiais de35% a 80% da vazão máxima.

Velocidade Periférica:

60

NDVp

D = diâmetro do rotor (m)N = rotação em rpm




Ventiladores


Exemplo:

Em um ventilador centrífugo é medida a pressão estática na entrada da boca de aspiração,registrando-se uma pressão igual a -127mmH20. A pressão estática, medida na saída daboca de insuflamento foi igual a 10 mmH20. A pressão dinâmica na entrada do ventiladoré igual a 25 mmH20 e a pressão dinâmica na boca de saída do ventilador é igual a 25mmH20. Determinar a pressão total do ventilador. Determinar também a pressão estáticado ventilador.

entrada saída )( )( TTTV PPP entrada saída )( )( dedeTV PPPPP

Quando as velocidades médias são iguais na entra e na saída, temos:

entrada saída )( )( eeTV PPP OmmH 25 )( )( 2entrada saída dd PP

)OmmH 127 ( OmmH 10 22 PTV OmmH 137 2TVP

det PPP dte PPP OmmH 11225137 2Pe



Ventiladores

VENTILADORES CENTRÍFUGOS DE PÁS RADIAIS:É um ventilador robusto, para movimentar efluentes comgrande carga de poeira, poeiras pegajosas e corrosivas.Apresenta menores possibilidades de "afogar", sendousado para trabalhos mais pesados. A eficiência desse tipode ventilador é baixa, e seu funcionamento, barulhento.




Ventiladores

VENTILADORES CENTRÍFUGOS DE PÁS INCLINADAS PARA AFRENTE (Sirocco):É mais eficiente, tem maior capacidade exaustora a baixasvelocidades, e não é adequado para trabalhos de alta pressãonem para altas cargas e poeira, apresentando problemasfrequentes de corrosão, se mal utilizado.






Ventiladores

VENTILADORES CENTRÍFUGOS TIPO “AEROFOIL”:Possui o mais alto rendimento de todos os projetos deventiladores centrífugos. As pás profundas permitem umaexpansão mais eficiente do ar, no intervalo entre as pás.O ar sai do rotor com velocidade menor que a velocidadeperiférica.




Ventiladores

VENTILADOR AXIAL TIPO PROPULSOR:É tipo mais barato para mover grandes volumes de ara baixas pressões, sendo frequentemente utilizadopara circulação de ar ambiente. Baixo rendimento ebaixo custo. Transferência de energia primária pela

pressão de velocidade.




Ventiladores

VENTILADOR TURBOAXIAL:Trata-se de um propulsor, com pás mais grossas maislargas, colocado dentro de um tubo, o que permitedireta conexão como dutos. Trabalha com maioresdiferenciais de pressão e maior rendimento, devido ao

rotor com pás de perfil aerodinâmico e ao tubo axial.




Ventiladores Axiais


Jet-fans



Ventiladores – Polígono de velocidades


Diagrama de velocidades para os pontos 1(entrada), 2 (saída) e M (ponto qualquer ) da pá do ventilador



Ventiladores – Polígono de velocidades


Diagrama de velocidades para os pontos 1(entrada), 2 (saída)e M (ponto qualquer ) da pá do ventilador

r U

30

n

W U V

U = velocidade periféricaΩ = velocidade angularV = velocidade absolutaW = velocidade relativaα= ângulo que V formacom U.

β = ângulo queW

formacom o prolongamento deU .V

m= a projeção de V na

direção radial.



Ventiladores

LEIS DOS VENTILADORES:

Importância - As leis dos ventiladores são utilizadas para avaliar, com boaprecisão, o desempenho dos ventiladores operando em condições develocidades e densidades do ar, diferentes daquelas caracterizadas na

construção da máquina.

Aplicação – As leis de ventiladores são aplicadas apenas para um determinadoponto na curva de operação do ventilador. Não são utilizadas para preveroutros pontos na mesma curva, considerando o mesmo rendimento.

Utilização - São utilizadas para os cálculos de mudanças de vazão, potência epressão de um ventilador, quando o seu tamanho, velocidade ou densidade dogás forem alterados.




Ventiladores

ASSOCIAÇÃO DE VENTILADORES:Associação em série – Quando dois ventiladores estão associados em série, avazão em cada ventilador é a mesma, sendo somadas as pressões totais.




Ventiladores

ASSOCIAÇÃO DE VENTILADORES:Associação em paralelo – Quando dois ventiladores estão associados emparalelo, a pressão total proporcionada pelos ventiladores é única, sendosomadas as vazões individuais.




Ventiladores

LEIS DOS VENTILADORES:a) Mudança na rotação do ventilador: Consideram-se as leis aplicadas a umamudança apenas na rotação (sistema constante) em determinado ventilador,em determinada densidade do ar, o rendimento não é alterado.

2

112

N

NQQ

Q = vazão (m

3

/s)P = Pressão (total, estática ou dinâmica) (Pa)W = Potência de acionamento do ventilador (kW)N = rotação do ventilador (rpm)

2

2

112

N

NPP

3

2

112

N

NWW




Ventiladores

LEIS DOS VENTILADORES:b) Mudança no tamanho do ventilador: Quando a mudança ocorrer no tamanhodo ventilador, avalia-se o desempenho com base em uma velocidade periféricaconstante, com a rotação, a massa específica do ar e as proporções do ventiladorconstantes, e em um ponto fixo de operação.

3

1

212

D

DQQ

2

1

212

D

DPP

5

1

212

D

DWW

Q = vazão (m

3

/s)P = Pressão (total, estática ou dinâmica) (Pa)W = Potência de acionamento do ventilador (kW)N = rotação do ventilador (rpm)




VentiladoresLEIS DOS VENTILADORES:

c) Mudança na densidade do ar: A vazão do ventilador independe da densidade doar por ser uma máquina de volume constante. Para a análise de mudança de densidadedo ar sobre o rendimento do ventilador, leva-se em consideração a aplicação de trêsdas leis de semelhança, já mencionadas, em que são considerados constantes osistema, o tamanho e a rotação, desconsiderando-se as condições que caracterizam o

ar padrão.

12 QQ

1

212 PP

1

212 WW

Q = vazão (m3/s)P = Pressão (total, estática ou dinâmica) (Pa)W = Potência de acionamento do ventilador (kW)ρ = densidade do gás




Ventiladores

CURVAS CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:Expressam o seu desempenho para uma dada massa específica do ar. Uma curva dedesempenho de um ventilador é uma representação gráfica de seu desempenho. Essacurva normalmente cobre todo o intervalo desde a descarga livre (sem obstruções aofluxo) até vazão zero (um sistema totalmente vedado sem nenhum fluxo de ar). Uma oumais das seguintes características podem graficamente em função da vazão (Q):

• Pressão Estática Pe

• Pressão Total Pt

• Potência W• Rendimento Estático do Ventilador ηs

• Rendimento Total do Ventilador ηt

A densidade do gás (ρ),o tamanho do ventilador e a rotação (N), são geralmenteconstantes durante toda a curva e devem ser expressados.




Ventiladores

CURVAS CARACTERÍSTICASDOS VENTILADORES:




Ventiladores

CURVAS CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:As curvas de desempenho são obtidas em laboratóriose seguem normas apropriadas. O arranjo típico paratestes de ventiladores para levantamento das curvascaracterísticas.




Ensaios de desempenho


VALORES MEDIDOS:

• Tbs Temperatura de bulbo seco [ °C ]• Tbu Temperatura de bulbo úmido [ °C ]• Patm Pressão atmosférica [mmHg]• T1 Temp. do ar que entra no vent. [ °C ]• Tb Temp. do ar que entra nos bocais [ °C ]• T2 Temp. do ar que sai do ventilador [ °C ]• N Rotação do rotor [ rpm ]

• P Potência elétrica no motor [W ]• Q1 Vazão de ar nas condições de entr. [ m3/h ]• P1 Pressão estática na entrada [Pa]• P2 Pressão estática na saída [Pa]









VentiladoresCONJUNTO SISTEMA - VENTILADOR:




CONJUNTO SISTEMA - VENTILADOR:

Um ventilador ao ser conectado a um sistema de dutos apresenta uma vazãoproporcional à perda de carga produzida pela tubulação. Se as curvas características do

ventilador e do sistema forem plotadas em um único diagrama, a vazão de ar fornecidapelo ventilador corresponderá ao ponto de intersecção das duas curvas.



Ventiladores

SELEÇÃO DE VENTILADORES:Nos sistemas de ventilação, três parâmetros básicos regem a seleção dos ventiladores:

•A vazão de ar ou capacidade (m3/h);•A potência de acionamento para mover o ar, qualquer que seja a pressão total ouestática (kW);•A velocidade de descarga do ar (m/s).

Método de seleção pela rotação específica (Ns):Este método é freqüentemente usado como critério para a seleção do ventilador maisadequado para a aplicação.


75 ,0

5 ,0

s P

)Q )( N ( 2877 N Q = Vazão de ar em (m

3

/s)N = Rotação do ventilador em (rpm)P = Pressão estática em (Pa)

VentiladoresSELEÇÃO DE VENTILADORES:




SELEÇÃO DE VENTILADORES:






Exemplo:Um dispositivo de movimentação de ar deve fornecer uma vazão de 1,52 m3/s a uma

pressão estática de 248 Pa, quando acionado por um motor elétrico de 6 pólos (1140rpm). Que tipo de dispositivo será adequado para a aplicação?

3 ,64489 N

)248(

)51 ,1 )( 1140( 2877 N

P

)Q )( N ( 2877 N

s

75 ,0

5 ,0

s

75 ,0

5 ,0

s






Observações:

a) Se utilizarmos o acionamento direto, um ventilador centrífugode pás para trás (limit load) ou um ventilador vaneaxial seriameficientes e a potência necessária para o acionamento seriade 0,75 kW. Um ventilador de pás curvadas para a frente tipoSirocco poderá operar à rotação específica mas a sua

eficiência seria baixa.b) Se o dispositivo puder ser acionado por correias, com a

redução apropriada da rotação, podemos utilizar o ventiladortipo Sirocco, dentro da faixa de eficiência adequada.

O método da rotação específica é bastante útil na seleção domelhor tipo de ventilador para uma determinada aplicação.

VentiladoresREQUISITOS PARA UMA CONSULTA DE VENTILADORES:



REQUISITOS PARA UMA CONSULTA DE VENTILADORES:Informações essenciais:a) Vazão de ar: Volume de ar por unidade de tempo que entra

na aspiração do ventilador (m3/h) ou (m3/s)b) Pressão de trabalho do ventilador: Pascal (Pa) ou mmH20c) Velocidade de descarga: (m/s)d) Densidade do ar: Densidade do ar na temperatura de

trabalho (kg/m3

)e) Altitude do local de instalação do ventilador: (m)f) Tipo de fluído: composição (se não for o ar), temperatura e se

o fluído é tóxico ou possui particuladosg) Ruído: nível de ruído máximo tolerável (dB)h) Arranjo com as dimensões e disposição das tomadas de

aspiração de descarga, tamanho do dutos, lay-out do local deinstalação etc

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