DEFINIÇÃO:É uma máquina que produz fluxo de gás com duas ou mais pásfixadas a um eixo rotativo.Convertem energia mecânica rotacional, aplicada ao seu eixo,em aumento de pressão total do gás em movimento.

Conforme a ASME:Ventiladores: aumentam a densidade do gás em no máximo 7% à medidaque percorre o trajeto desde a aspiração até a descarga. Para o ar padrão, esse é um aumento de aproximadamente 7620 Pa (762 mmca).

Para pressões superiores a 7620 Pa: compressores ou sopradores.

Os ventiladores são equipamentos utilizados para movimentação do arnecessário nas operações envolvendo o processamento de produtos agrícolas,tais como secagem, aeração, resfriamento, refrigeração e transporte.

TERMINOLOGIA E DEFINIÇÕES DOS VENTILADORES

]m/kg[RTP 3=ρ

]s/m[10)T1,013( 26−⋅+=ν

]s/m[105,1 25−⋅=ν

]/.[10806,1204,1105,1 255 msN−− ⋅=⋅⋅==νρμ

Propriedades do ar ArAr padrão (SI)Ar seco a 20 ºC e 101,325 kPa.Nestas condições, o ar seco tem massa específica de 1,204 kg/m³.

R = 287 J/kgK, T em Kelvin e P em Pascal

T em oCAr seco a 20 ºC e 101,325 kPa=>

Viscosidade Cinemática e Absoluta do Ar

( )000 ,, PTρ

0

0

0c P

TTPf =

ρρ

=ρ

( ) 760293

273tPfc +

= 0cf ρ⋅=ρ

( ) 325,101293

273tPfc +

= 0cf ρ⋅=ρ

Fator de Correção da Massa Específica

Tomando como referência as condições padrão pode-se definir um fator de

onde ( , T,P ) são as condições atmosféricas diferentes das condições padrão

com

Para pressão barométrica em kPa e temperatura em oC, tem-se:

com

correção que permite determinar a massa específica:

Para pressão barométrica em mmHg e temperatura em oC, tem-se:

Para condições normais fc =1. Para temperaturas e altitudes maiores que a padrão (to=20oC e Z=0m) o fator de correção fc é menor que 1. As Tabelas a seguir apresentam os valores do fator de correção da massa específica para diferentes altitudes e temperaturas do ar.

Exemplo 1: Um ventilador deve trabalhar com ar com temperatura de 45oCsendo aspirado a pressão atmosférica. Determine a massa específica,viscosidade dinâmica e viscosidade absoluta do ar para tais condições.Resposta: ν=17.5*10-6m2/s ρ= 1.11 kg/m3 µ= 1.94*10-5 Pa.s

Exemplo 2: Determinar o fator de correção da massa específica do ar numsistema de ventilação industrial num local onde a temperatura é igual a 350C epressão barométrica local é igual a 740mmHg.Resposta: fc=0.93

Pressão Estática (Pe)É a diferença entre a pressão absoluta em um determinado ponto em uma corrente de ar oucâmara pressurizada e a pressão absoluta da atmosfera ambiente. É positiva quando apressão neste ponto estiver acima da pressão ambiente e negativa quando estiver abaixo.Atua igualmente em todas as direções, independente da velocidade do ar.

Pressão de Velocidade/Pressão Dinâmica (Pd)É a pressão exigida para acelerar o ar da velocidade zero para alguma velocidade e éproporcional à energia cinética da corrente de ar.

det PPP +=

Pressão Total (Pt)Soma algébrica da pressão dinâmica e estática. É uma medida da energia total disponível na corrente de ar.

entradatsaídattv )P()P(P −=

Pressão Total do Ventilador (Ptv)Diferença algébrica entre a pressão total média na descarga do ventilador e a pressão totalmédia na aspiração do ventilador. É a medida da energia mecânica total acrescentada aoar ou gás pelo ventilador.

Se as velocidades médias na entra e saída da tubulação são iguais então a pressão dinâmica (Pd)

entradaesaídaetv )P()P(P −=

Pressão Estática do Ventilador (Pev)É uma grandeza usada na medição do desempenho de ventiladores. É a pressão total doventilador menos a pressão dinâmica correspondente à velocidade média do ar na descargado ventiladorAs normas da ASHRAE determinam que o aumento da pressão estática no ventilador deve ser calculado por:

Distribuição de pressão total em sistema sem tubulação de entrada

Distribuição de pressões em sistema com tubulações de entrada e saída

Distribuição de pressões em sistema com expansão na tubulação de saída

swses

ρ).(2 et ppV −

=

ar

mana hgVρ

ρ ...2=

dPV 044,4= Sendo Pd em mmH2O

Considerando ar padrão

Potências e Rendimentos em Ventiladores

)(cos)(3cos

monofásicoVINtrifásicoVIN

mm

mm

ηφηφ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= uu HQN ..γ=

v

um

HQN

ηγ ..

= Hu é a altura útil de elevação que é equivalente a altura manométrica em bombas (Hman). Representa a pressão total do ventilador expressa em metros de coluna de gás.

rtvent

um

gQkNηη

ρ*

*** Η=

ηTR

ηTR

Acoplamento indireto (por Corrêa trapezóides)

K = 1,2 ÷ 1,5 – coeficiente de reserva do motor. Os valores maiores para as máquinasmais pequenas.Si o acoplamento e direto entre os eixos do ventilador e do motor a

≅ 1 no caso de transmissão por Correa trapezoidal

≅0,92 – rendimento da Correa trapezoidal

)Pa(gHgHP O2HO2Harar ρ=ρ= )ar.c.m(HHar

O2HO2Har ρ

ρ=

Se o sistema trabalha com ar, na expressão acima H é dado em metros decoluna de ar (m.c.ar). Quando se trabalha com H em mmH20 devem ser utilizadasas unidade coerentes. Primeiro devemos transformar mmH20 em pressão (Pascal) edepois converter em metros de coluna de ar.

#t

u

e

uH H

HNN

==η

m

t

m

em H

HNN #==η

fvl QQ

Q+

=η

Rendimentos em ventiladoresRendimento Hidráulico:

Rendimento Mecânico:

Rendimento Volumétrico:

[%]..100

100

m

uv

m

uv

NHQ

NN

γη

η

=

=

Exemplo 3: Um duto com vazão igual a 5000 m3/h apresenta uma pressão estática igual a50mmH20. Determine a pressão total no duto considerando que o mesmo tem umdiâmetro igual a 300mm.Resposta: Pt = 722 PaExemplo 4: Num ventilador centrífugo é medida a pressão estática na entrada da boca deaspiração do mesmos registrando-se uma pressão igual a -127mmH20 (negativo). Apressão estática na saída da boca de insuflamento é medida sendo igual a 10mmH20. Apressão dinâmica na entrada do ventilador é igual a 25 mmH20 e a pressão dinâmica naboca de saída do ventilador é igual a 25 mmH20. Determinar a pressão total do ventilador.Resposta: Ptv=137 mmH2O Pev=112 mmH2OExemplo 5: Considerando que um ventilador trabalha com uma pressão total igual a50mmH20 e com uma vazão de 2500 m3/h. O ventilador é acionado por um motor elétricomonofásico de 220V o qual é acoplado diretamente ao eixo ventilador. Em operação oventilador demanda uma corrente de 3,0A. Considere que o produto cosµ*ηmotor é iguala 0,8. Determinar: (a) A potência útil (b) A potência no eixo do ventilador (c) orendimento global do ventilador. Resposta: Nu= 340.7 W Nm=528 W η= 64.5%