PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 1 VENTILAO
INDUSTRIAL EXEMPLOS Ventiladores - Exemplos Bsicos Ventiladores -
Presses e Potncias Ventiladores - Semelhana e Efeito da Temperatura
Dutos e Perda de Carga Sistemas de Ventilao Exemplo de Sistemas de
Ventilao Industrial Exemplos de Sistema de Ventilao Local Exaustora
Estudo Dirigido Sistemas de Ventilao Industrial PUCRS- Departamento
de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema
de Ventilao Industrial Exemplos 2 1. VENTILADORES - EXEMPLOS BSICOS
[1]Umventiladordevetrabalharcomarcomtemperaturade45oCsendoaspiradoapresso
atmosfrica. Determine a massa especfica, viscosidade dinmica e
viscosidade absoluta do ar para tais condies.
[2]Umsistemadeventilaoaspiraara600Cepressoiguala100kPa.Determineofatorde
correo da massa especifica nessas condies. [ 3 ] Determinar o fator
de correo da massa especfica do ar num sistema de ventilao
industrial num local onde a temperatura igual a 350C e presso
baromtrica local igual a 740mmHg. [ 4 ] Um ventilador trabalha com
ar a 200C com uma vazo de 20.000 m3/h. Determine a potncia til
sabendo que a altura til de elevao igual a 50mmH20. [ 5 ] Determine
para o ventilador do problema o rendimento hidrulico considerado
que trata-se de
umventiladorcentrfugoalturatericaparanmeroinfinitodepsiguala65mefatorde
deslizamento igual a 0,86.
[6]Umsistemadeventilaoapresentaumaperdadecargaequivalentea100mmH20.
Considerando quea velocidade na sada do ventilador igual a 10m/s.
Determine a altura til em mc.ar e mmH20 e a presso total do
ventilador. Considere ar a 200C. [ 7 ] Um ventilador centrifugo com
entrada radial e ps radiais na sada trabalha com uma rotao
de600rpmeapresentaumdimetrodorotorde800mm.Oventiladoraspiraaratemperaturade
25oC e trabalha com uma vazo de 10.000m3/h. Considerando um fator
de deslizamento igual a 0,8.
Determineapotnciaquedeveserfornecidaaoventiladorconsiderandoumrendimentoglobalde
70%. Considere um fator de deslizamento igual a 0,8 e rendimento
hidrulico de 90%.
[8]Determineocoeficientedepressoeocoeficientedevazoparaumventiladorquedeve
operarcomumarotaode1200rpmetrabalhacomumavazode5000m3/hvencendouma
presso total de 600Pa. Considere o dimetro do rotor igual a 500mm.
Considere o ar a 200C.
[9]Determinearotaoespecficacaractersticadeumventiladorquedevevencerumapresso
totalde600Paequeoperacomumavazode5000m3/herotaode1500rpm.Quetipode
ventilador deve ser selecionado. PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 3
[1]Umventiladordevetrabalharcomarcomtemperaturade45oCsendoaspiradoapresso
atmosfrica. Determine a massa especfica, viscosidade dinmica e
viscosidade absoluta do ar para tais condies. Da apostila a Eq. da
viscosidade do ar em funo da temperatura dada por: smxx xx T266610
5 , 1710 ) 45 1 , 0 13 (10 ) 1 , 0 13 (=+ =+ = A massa especifica
poder ser determinada pela Eq. de estado: ( )= =+= =3211 , 1318
287101330) )( 45 273 ( 287) ( 1000 33 , 101mkgxK xK NmkgmNxRTPs Pa
xsssmx xmkg. 10 94 , 1. 10 5 , 17 11 , 15263== =
[2]Umsistemadeventilaoaspiraara600Cepressoiguala100kPa.Determineofatorde
correo da massa especifica nessas condies. [ ] [ ][ ] [ ]87 , 033 ,
101 333293 100) 33 , 101 ( ) 60 273 () 293 ( 100..00000=+==fxxkPa
KK kPafP TT Pf [ 3 ] Determinar o fator de correo da massa
especfica do ar num sistema de ventilao industrial num local onde a
temperatura igual a 350C e presso baromtrica local igual a 740mmHg.
( )[ ] [ ][ ] [ ]93 , 0760 308293 740760293.273000==+=fmmHg x KK x
mmHgfTPf PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 4 [
4 ] Um ventilador trabalha com ar a 200C com uma vazo de 20.000
m3/h. Determine a potncia til sabendo que a altura til de elevao
igual a 50mmH20. Q H g Wuu . . . =o
Para T = 20Cse determina pela Eq. de Estado: = 1,23mkg O H aru O
H u arH H22. = [ ] . 67 , 411000502 , 1100033mAr m
xmkgmkgHaru=||
\|1]1
1]1
= [ ]kW Wsmx m xsmxmkgWuu73 , 256 , 5 67 , 41 81 , 9 2 , 132
3==&&
[5]Determineparaoventiladordoproblemaorendimentohidrulicoconsideradoquetrata-sedeum
ventilador centrfugo altura terica para nmero infinito de ps igual
a 65m e fator de deslizamento de 0,86. % 759 , 5567 , 41.# = =
=tutuHHHHH [ 6 ] Um sistema de ventilao apresenta uma perda de
carga equivalente a 100mm H20. Considerando quea
velocidadenasadadoventiladoriguala10m/s.Determineaalturatilemmc.aremmH20eapresso
total do ventilador. Considere ar a 200C. gVJ HsT u. 22+ =ar c m .
.ar c m xJJarO mmH T O HT. . 34 , 8310001002 , 11000.) (2 2== = ) .
. ( 44 , 881 , 5 34 , 8381 , 9 21034 , 832ar c m HHxHuuu=+ =+ = O
mmH x HH HO mmH uar ar c m u O mmH u2 ) () . . ( ) (129 , 106 2 , 1
44 , 88.22= == Pa x x H g Par c mu ar TV1041 44 , 88 81 , 9 2 , 1 .
.) . . (= = = PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e
Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial
Exemplos 5 [ 7 ] Um ventilador centrifugo com entrada radial e ps
radiais na sada trabalha com uma rotao de 600rpm
eapresentaumdimetrodorotorde800mm.Oventiladoraspiraaratemperaturade25oCetrabalhacom
umavazode10.000m3/h.Considerandoumfatordedeslizamentoiguala0,8.Determineapotnciaque
deveserfornecidaaoventiladorconsiderandoumrendimentoglobalde70%.Considereumfatorde
deslizamento igual a 0,8 e rendimento hidrulico de 90%. GuQ H gW .
. .=( )1 1 2 21U U tC U C UgH =
=+=318 , 1287 ) 25 273 (1000 33 , 101mkgxx = =sm n DU 13 , 2560.
.2 Entrada radial 0 901 1= =uC Ps radiais na sada22 290UC U = = ar
c mgUC UgH HU e t. . 4 , 64 . .1222 2= = = = ar c m x H He t. . 52
, 51 8 , 0 4 , 64 .# = = ar c m x H HH tu. . 4 , 46 9 , 0 52 , 51
.# = = kW Wxx x Q H gWuGu13 , 23600100007 , 04 , 46 81 , 9 18 , 1 .
. .== =
[8]Determineocoeficientedepressoeocoeficientedevazoparaumventiladorquedeveoperarcom
umarotaode1200rpmetrabalhacomumavazode5000m3/hvencendoumapressototalde600Pa.
Considere o dimetro do rotor igual a 500mm. Considere o ar a 200C.
Coeficiente de presso 22.UH gKp= Coeficiente de vazo: 22 2.R UQKQ=
= = =sm x x n DU 4 , 31605 , 0 120060. .2 mxH H g P 5181 , 9 2 ,
1600. . = = 5 , 0) 4 , 31 (51 81 , 92 =xKp7 , 0) 25 , 0 ( 4 , 3139
, 1.2 22 2 = =x R UQKQ
[9]Determinearotaoespecficacaractersticadeumventiladorquedevevencerumapressototalde
600Paequeoperacomumavazode5000m3/herotaode1500rpm.Quetipodeventiladordeveser
selecionado. ) ( 6 , 164 / 3rpmHQ nx ns=Q=1388,9 Litros/sPT=600Pa
H=61,2mmH20 rpm nx xnss30 , 42410) 2 , 61 (9 , 1388 1500 6 , 1675 ,
0== Com ns encontra-se na tabela da apostila do curso que se trata
de um ventilador centrfugo. PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 6 2. VENTILADORES - PRESSES E POTNCIAS
[1]Umdutocomvazoiguala5000m3/hapresentaumapressoestticaiguala50mmH20.
Determine a presso total no duto considerando que o mesmo tem um
dimetro igual a 300mm. [ 2 ] Um tubo de Pitot instalado num duto de
ventilao industrial com a finalidade de determinar
avelocidadenumaposioradial.Aleituranomanmetroindicaumamedidaiguala20mmH20.
Determine a velocidade medida pelo tubo de Pitot.
[3]Numventiladorcentrfugomedidaapressoestticanaentradadabocadeaspiraodo
mesmosregistrando-seumapressoiguala-127mmH20.Apressoestticanasadadabocade
insuflamentomediadasendoiguala25mmH20.Apressodinmicanaentradadoventilador
iguala25mmH20eapressodinmicanabocadesadadoventiladoriguala25mmH20.Determinar
a presso total do ventilador. [ 4 ] Determine para o problema
anterior a presso esttica do ventilador [ 5 ]Considerando que um
ventilador trabalha com uma presso total igual a 50mmH20 e com uma
vazo de 2500 m3/h. O ventilador acionado porum motor eltrico
monofsico de 220V o qual acoplado diretamente ao eixo ventilador.
Em operao o ventilador demanda uma corrente de 3,0A.
Determinar:(a)Apotnciatil(b)Apotncianoeixodoventilador(c)orendimentoglobaldo
ventilador. Obs. Considere o termo cosm 0,8 onde cos o fator de
potncia do motor e m rendimento do motor eltrico [ 6 ] Um
ventilador centrifugo tem um dimetro de 60cm na entrada e uma
descarga de 50x40cm.
Aspirandoarpadro,apressoesttica(depresso)naentradadoventiladorde27mmH20ea
pressoestticanasadade15mmH20.Apressodavelocidadenadescargade6mmH20.
Mediesefetuadasnomotoreltricotrifsicodeacionamento,acopladodiretamenteaoeixodo
ventilador,indicaramumatensode380Veumacorrentede2,2A.Determinar:a)Avazode
trabalhob)Apressototaldoventiladorc)Apressoestticadoventiladord)ORendimento
global do ventilador. Obs. Considere o termo cosm 0,8 onde cos o
fator de potncia do motor e m rendimento do motor eltrico PUCRS-
Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 7 [ 1 ] Um
duto com vazo igual a 5000 m3/h apresenta uma presso esttica igual
a50mmH20. Determine a presso total no duto considerando que o mesmo
tem um dimetro igual a 300mm.
A presso total para um sistema de ventilao industrial definida
como: v E TP P P + = A presso estticafoi dada(PE=50mmH20). A presso
dinmica definida como: 221V Pv = Avelocidade media determinada: (
)== =smxxDQV 66 , 193 , 036005000442 2 Pa x x V Pv232 ) 66 , 19 ( 2
, 1 5 , 0212 2 = = 2 3mNsmxsmxmkg Presso Esttica: Pa x x gh PE E5 ,
490 1000 / 50 81 , 9 1000 = = = Desta forma a presso total (em
Pascal): Pa P P P PT v E T722 232 5 , 490 = + = + = Resposta:
PT=722 Pa. PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 8
[2]UmtubodePitotinstaladonumdutodeventilaoindustrialcomafinalidadededeterminara
velocidade numa posio radial. A leitura no manmetro indica uma
medida igual a 20mmH20. Determine a velocidade medida pelo tubo de
Pitot. ar c mO mmH HHpitotarO Hpitot. . 67 , 162 , 1201000(22= == )
. . ( . . ar c m H g Ppitot v = Pa m xsmxmkgPv36 , 196 68 , 16 81 ,
9 2 , 12 3= = = = =sm x PV V Pvv92 , 17223 , 136 , 196 2 2212
[3]Numventiladorcentrfugomedidaapressoestticanaentradadabocadeaspiraodomesmos
registrando-seumapressoiguala-127mmH20(negativo).Apressoestticanasadadabocade
insuflamentomedidasendoiguala10mmH20.Apressodinmicanaentradadoventiladoriguala25
mmH20 e a presso dinmica na boca de sada do ventilador igual a 25
mmH20.Determinar a presso total do ventilador. Presso Total do
Ventilador: A presso total de um ventilador definida como: ( ) ( ).
ent T saida T TVP P P = [ ] [ ]. ent v E saida v E TVP P P P P + +
= Quando as velocidades mdias so iguais na entrada e sada. ( ) ( ).
ent E saida E TVP P P = Para o presente exemplo: ( ) ( ) O mmH P
PEntrada v Sada v 225 = = Desta forma a presso total avaliada em
funo das presses estticas do ventilador.
( )( ) O mmH PO mmH PSada EEntrada E2210 127+ = = ) 127 ( 102 2O
mmH O mmH PTV = O mmH PTV 2137 = PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 9 [ 4 ] Determine para o problema anterior a
presso esttica do ventilador Presso Esttica do Ventilador Definida
como a Presso Total do ventilador menos a Presso Dinmica na sada do
ventilador. O mmH O mmH O mmH P P Psaidav TV EV 2 2 2112 25 137 = =
= [ ]saida ent ent saida saidav v E v E EVP P P P P P + =. . O mmH
P P P Pent ent saidav E E EV 2112 25 127 10 ) (. .= + = = [ 5
]Considerando que um ventilador trabalha com uma presso total igual
a 50mmH20 e com uma vazo de
2500m3/h.Oventiladoracionadoporummotoreltricomonofsicode220Voqualacoplado
diretamente ao eixo ventilador. Em operao o ventilador demanda uma
corrente de 3,0A. Considere que o produto cos*motor igual a 0,8.
Determinar: (a) A potncia til (b) A potncia no eixo do ventilador
(c) o rendimento global do ventilador. a)Q H g WTu . . . =o ar c
mHxHHO mmH TarO mmH T O HT. . 67 , 412 , 1 1000) ( ) (2 2 2= = = [
]==smmsmmkgWQ H g WuTu32 33600250067 , 41 81 , 9 2 , 1. . .oo Watts
Wu 7 , 340 =o b) Watts x x WV I Weixomotoreixo528 8 , 0 220 0 , 3.
cos . .= ==oo c)% 5 , 645287 , 340 = =eixouGWWoo PUCRS-
Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 10 [ 6 ] Um
ventilador centrifugo tem um dimetro de 60cm na entrada e uma
descarga de 50x40cm. Aspirando ar padro, a presso esttica
(depresso) na entrada do ventilador de 27mmH20 e a presso esttica
na sada de 15mmH20. A presso da velocidade na descarga de 6mmH20.
Medies efetuadas no motor eltrico trifsico de acionamento, acoplado
diretamente ao eixo do ventilador, indicaram uma tenso de 380V e
uma corrente de 2,2A. Determinar: a) A vazo de trabalhob) A presso
total do ventiladorc) A presso esttica do ventilador d) O
Rendimento global do ventilador. Pa mmH PPa mmH PPa mmH
PVSadaESadaEentrada86 , 58 0 0 , 615 , 147 0 1587 , 264 0 27222 = =
= 1.Vazo do ventilador. Como sabemos a presso de velocidade do
ventilador, podemos determinar a velocidade, e com a rea a de sada
podemos determinar a vazo. 221V Pv = desta forma:s mx PVv/ 9 , 92 ,
186 , 58 2 2= = = desta forma a vazo dada como:
Q=VA=9,9x0,5x0,4=1,98m3/s 2.Presso total do ventilador TEntrada
TSada TVP P P = A presso total na sada do ventilador dada como: ( )
Pa P P PSada V E TSada01 , 206 86 , 58 15 , 147 = + = + = A presso
total na entrada do ventilador: ( )VEntrada Entrada V E TEntradaP P
P P + = + = 87 , 264 Para obter Pvdevemos determinar a velocidade
na entrada do ventilador ( )s mxDQVee/ 0 , 76 , 098 , 1 4 46 , 0 2
= = a presso de velocidade na entrada do ventilador correspondente
:( ) Pa Pv4 , 29 7 2 , 1212= = desta forma a presso total na
entrada do ventilador: ( ) Pa P P PEntrada v E Tentrada47 , 235 4 ,
29 87 , 264 = + = + = A presso total do ventilador dada como: Pa P
Pt PTentrada sada PTV48 , 441 ) 47 , 235 ( 01 , 206 = = = PUCRS-
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Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 11 Problema
No6 (Continuao). 3.Presso esttica do ventilador Pa P P PV TV EV62 ,
382 86 , 58 48 , 441 = = = 4.Rendimento global do ventilador
Potncia no eixo de um motor eltrico: m eixoMotorIE P cos 3 = onde I
a corrente do motor, E a tensocosfator de potncia do motor. m
rendimento do motor eltrico. Considerando que o termo cosm 0,8, se
obtm: kW x x x PeixoMotor158 , 1 8 , 0 380 2 , 2 3 = = Considerando
o acionamento por acoplamento direto: ador eixoVentil eixoMotorP P
= TeixoQxPTVP= 7545 , 039 , 115845 , 441 98 , 1= = =xPQPeixoTTou
75,4% PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 12
3. VENTILADORES - SEMELHANA E EFEITO DA TEMPERATURA
[1]Umventiladordearcondicionadoestoperandoaumavelocidadede600rpmcontrauma
pressoestticade500Paeexigindopotnciade6,5kW.Estliberando19.000m3/hdearnas
condies padro. Para trabalhar com uma carga trmica de ar
condicionado maior que a planejada originalmente necessrio que o
sistema trabalhe com 21.500 m3/h. Determinar as novas condies de
operao do ventilador. [ 1 ] Um ventilador opera com 2715
rpmvencendo uma presso total de 300Pa com vazo de3560 m3/h. Nestas
condies a potncia absorvida igual a 2,84kW. (a) Qual ser a rotao do
ventilador para atingir a potncia nominal de 5,0 kW. (b) determine
a vazo e presso total nas condies de potncia nominal.
[3]Umfabricantedeventiladordesejaprojetarumventiladorde800mmdedimetrotendoas
informaesdeumventiladorde400mmdedimetro.Numpontodeoperaooventiladorde
400mm entrega 7750 m3/h a 200C contra uma presso esttica de 100Pa.
Isto requer 694rpm e uma
potnciade1,77kW.Qualseravazo,pressoesttica,potnciaeavelocidadeperifricado
ventilador de 800 mm na mesma rotao. [ 4 ] Um ventilador aspira ar
de um forno entregando uma vazo de 18620 m3/h a 1160C contra uma
presso esttica de 250Pa. Nestas condies opera com 796 rpm e requer
9,9 kW. Considerando que
ofornosofreumaperdadecalorecomeaaoperara200C.Determinenestascondiesde
operao a presso esttica e potncia absorvida pelo ventilador.
[5]Numprojetonecessrioselecionarumventiladorparaoperarcomarcomumavazode
8000m3/h e uma presso total de 62 mmH20. O sistema dever trabalhar
num local com temperatura
de490Ccomaltitudede300m.(a)Selecioneumventiladorcomercialquesejaadequadoparatal
demanda.(b)Determinenogrficodofabricantearotaodoventilador,orendimentoglobalea
potncia deacionamento. (c) Calcule a potncia requerida noeixo do
ventilador e comparecom a potncia de acionamento fornecida pelo
fabricante. PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 13
[1]Umventiladordearcondicionadoestoperandoaumavelocidadede600rpmcontraumapresso
estticade500Paeexigindopotnciade6,5kW.Estliberando19.000m3/hdearnascondiespadro.
Para trabalhar com uma carga trmica de ar condicionado maior que a
planejada originalmente necessrio
queosistematrabalhecom21.500m3/h.Determinarasnovascondiesdeoperaodoventiladorea
rotao especfica do ventilador.
rpm kW Pa h m Q 600 n 5 , 6 W500 P/ 190001 1 131= = = =& rpm
nnnnQ Q 67960019000 2150022121 2 = = 2121 2=nnP PPa x P
64060067950022=kW x WnnW W 42 , 96006795 , 6323121 2 = = O mmH H ar
c m H Pa P2 1 1 151 ou. . 5 , 42a e equivalent ou500 = = rpmxxx nHQ
nx ns s379155136001000 190006006 , 16 6 , 164343 = = [ 2 ] Um
ventilador de potncia nominal igual a 5kW opera com uma rotao de
2715rpm e uma temperatura
de200Ccontraumapressoestticade300Pa.Nestascondieslibera3560m3/hdearexigindouma
potnciade2,84kW.Determinarascondiesdeoperaolimitesquepodealcanaroventiladorparaa
potncia nominal de 5kW. rpm kW Pa h m Q 2715 n 84 , 2 W300 P/ 35601
1 131= = = =&
Condies limites para kW W 52=a) Rotao [ ] rpm nnnWW3278231212= =
b) Vazo: hmx QnnQ Q32121 24298271532783560 = = =c)PressoPa x PnnP P
43727153278300 .222121 2= = = PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 14 [ 3 ] Um fabricante de ventilador deseja
projetar um ventilador de 800mm de dimetro tendo as informaes de um
ventilador de 400mm de dimetro. Num ponto de operao o ventilador de
400mm entrega 7750 m3/h
a200Ccontraumapressoestticade100Pa.Istorequer694rpmeumapotnciade1,77kW.Qualsera
vazo, presso esttica, potncia e a velocidade perifrica do
ventilador de 800 mm na mesma rotao. mm rpm kW Pa h m Q mm D 800
D694 n 77 , 1 W100 P/ 7750 4002 1 1 E131 1= = = = = =& Para a
mesma vazo?2= W
3121212.=DDnnQQ
= =hmx Q332620004008007750Pa x PDDP PE E E40040080010022122 1 2=
= =kW x WDDW W 64 , 5640080077 , 1525121 2 == =o o o = =sm x xUn
DUP P1 , 2960694 8 , 0602 22 2 PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 15 [ 4 ] Um ventilador aspira ar de um forno
entregando uma vazo de 18620 m3/h a 1160C contra uma presso
estticade250Pa.Nestascondiesoperacom796rpmerequer9,9kW.Considerandoqueofornosofre
uma perda de calor e comea a operar a 200C. Determine nestascondies
de operao a presso esttica e potncia absorvida pelo ventilador. C
rpm kW Pa h m Q0E31116 T796 n 9 , 9 W250 P/ 18620 = = = = =&
Deseja-se conhecer as condies a 200Cisto as condies padro do
ventilador: 00.0fP PPE EE= = oo00fWW = A presso atmosfrica o ar nas
condies originais apresenta uma massa especfica: 391 , 0389 2871000
33 , 101) 116 273 ( 2871000 33 , 101mkgxx xRTP= =+= = aT= 116C
Sabemos que a T= 20C(condies padro)302 , 1mkg= 76 , 02 , 191 , 000
= = f Desta forma podemos determinar as condies de trabalho a 200C.
PafPPEE32976 , 025000 = =Originalmente (116oC) PE=250Pa. kWkWfWW
1376 , 09 , 900 = =o Originalmente (116oC)W= 9,9kW. Observa-se que
quando a temperatura a presso esttica e potncia do ventilador
aumentam. PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 16
[ 5 ] Num projeto necessrio selecionar um ventilador para operar
com ar com umavazo de 8000m3/h e
umapressototalde62mmH20.Osistemadevertrabalharnumlocalcomtemperaturade490Ccom
altitude de 300m. (a) Selecione um ventilador comercial que seja
adequado para tal demanda. (b) Determine
nogrficodofabricantearotaodoventilador,orendimentoglobaleapotnciadeacionamento.(c)
Calcule a potncia requerida no eixo do ventilador e compare com a
potncia de acionamento fornecida pelo fabricante. 300m z49 T0 62 H/
80000231= = = = C mmH h m Q Para selecionar o ventilador devemos
converter as condies de operao nas condies padro j que so nestas
condies os fabricantes apresentam seus resultados grficos.
Determinamos para as condies de operao: Tabela A-2m AltC T300491=
=se obtm 885 , 00= f Com este valor obtemos a presso esttica nas
condies padro. O mmHfHPHPTTo 2070885 , 062= = = Com hmQ38000 =eO
mmH PTo 270 =Obtemos do grfico de um fabricante: cv Weixo 4 =o % 68
=Grpm n 750 = kW cvx 3 7457 , 0 4 Calculando a potncia com a presso
total corrigida. (70mmH20 687Pa) kW WxQ P H Q gWeixoG GTeixo24 ,
268 , 036008000687. . . .=== =oo Observa-se que a potncia do
fabricante superior a potncia requerida. PUCRS- Departamento de
Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de
Ventilao Industrial Exemplos 17 4. DUTOS E PERDA DE CARGA SISTEMAS
DE VENTILAAO
[1]Numsistemadeventilaoindustrialescoanumdutocomumavazode2376m3/h(0,66m3/s).
Considere o ar com massa especfica igual a =1,2 kg/m3 e viscosidade
cinemtica igual a =1,5x10-5 m2/s.
Recomendassequenodutoavelocidadesejaiguala3,0m/s.Considereodutodechapagalvanizadanova
com rugosidade absoluta igual a 0,00015m. Determinar: a)Dimetro da
tubulao b)Perda de carga unitria da tubulao c)Perda de carga mmH20
considerando que o duto tem 10m de comprimento. d)Perda de carga em
Pascal. e)Considerando o mtodo de igual perda de carga determine o
dimetro numa derivao do duto em que a vazo igual a 1080 m3/h
(0,3m3/s).
[2]Determinarodimetroequivalentedeumdutodeseoretangularcomladosa=105cme
b=20cm. [3] Determinaro dimetro equivalente para um dutoquadrado de
lado a=100cm. [4]Num um duto retangular de 300x250mmescoa ar com
uma vazo de 2025 m3/h. Determinar: (a) Velocidade na tubulao (b)
Dimetro equivalente e velocidade no duto equivalente. [ 5 ]
Determine a altura de elevao em metros de coluna de ar, presso (Pa)
e potncia motriz (kW, HP) de um ventilador que deve trabalhar com
uma presso absoluta equivalente de 36mm de gua
evazode5m3/s.Considereumrendimentoglobalde70%emassaespecficadoariguala1,2
kg/m3.(Resposta: H=30 mc.ar; P=2,52kW) PUCRS- Departamento de
Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de
Ventilao Industrial Exemplos 18
[1]Numsistemadeventilaoindustrialescoanumdutocomumavazode2376m3/h(0,66m3/s).
Considere o ar com massa especfica igual a =1,2 kg/m3 e viscosidade
cinemtica igual a =1,5x10-5 m2/s.
Recomendassequenodutoavelocidadesejaiguala3,0m/s.Considereodutodechapagalvanizadanova
com rugosidade absoluta igual a 0,00015m. Determinar: f)Dimetro da
tubulao g)Perda de carga unitria da tubulao h)Perda de carga mmH20
considerando que o duto tem 10m de comprimento. i)Perda de carga em
Pascal. j)Considerando o mtodo de igual perda de carga determine o
dimetro numa derivao do duto em que a vazo igual a 1080 m3/h
(0,3m3/s). Soluo: Com a velocidade e vazo determinamos o dimetro da
tubulao mmxxVQD 530366 , 0 4 4= = = 5510 06 , 110 51 , 1530 , 0 3
vRe xxx D= == 29 , 0Re74 , 57 , 3/log25 , 01]1
||
\|+=Dfcom /D=0,00015/0,53=0,000283 ( )( ) [ ]01924 , 00001722 ,
0 0000765 , 0 log25 , 010 06 , 174 , 57 , 3000283 , 0log25 , 02 29
, 05=+=11]1
|||
\|+=xf Perda de carga unitriam mmHgvDf Ju/ 0 02 , 0222 = Perda
de carga total0 2 , 0 10 02 , 02mmH x xL J Ju L= = = Perda de carga
total em Pascal Pa x P 96 , 1 2 , 0 81 , 9 = = Dimetro do duto para
uma vazo de 1080 m3/h (0,3m3/s). ( ) mm Q Q x x QJfDu386 3 , 0 625
, 0 625 , 002 , 001924 , 02 , 1 607 , 0 607 , 04 , 0 4 , 0 4 , 02 ,
02 , 0 4 , 02 , 02 , 0= = == PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 19
[2]Determinarodimetroequivalentedeumdutodeseoretangularcomladosa=105cme
b=20cm. ( )( )25 , 0625 , 03 , 1b aabDeq+= ( )( )mm cmxDeq464 36 ,
4620 10520 1053 , 125 , 0625 , 0= =+= [ 3] Determinaro dimetro
equivalente para um dutoquadrado de lado a=100cm. Soluo: Neste caso
a equao anterior simplificada na forma. a Deq093 , 1 = substituindo
o valor numrico Deq=109,3cm [ 4 ]Num um duto retangular de
300x250mmescoa ar com uma vazo de 2025 m3/h. Determinar: (a)
Velocidade na tubulao (b) Dimetro equivalente e velocidade no duto
equivalente. vA Q= s mx AQv / 5 , 7075 , 05625 , 025 , 0 3 ,
036002025= == = ( )( )mxDeq300250 300250 3003 , 125 , 0625 , 0+= (
)s mxDQAQveq/ 96 , 73 , 05625 , 0 4 42 2= = = = (*) A velocidade no
duto equivalente um pouco maior que a velocidade real. PUCRS-
Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 20
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE VENTILAAO
[ 1 ] Um sistema de ventilao utilizado para remover o ar e os
contaminastes produzidos numa operao de limpeza a seco. Se utiliza
um duto de ao com dimetro de 230 mm, comprimento de 13,4 m e
rugosidade igual a 0,15 mm. No sistemaexistem05
cotovelosaolongododuto com coeficientedeperdadecargak=0,21cadaum.O
coeficientede perda de carga da coifa 1,3 com base na velocidade do
duto. A perda de carga do registro quando aberto 1,8.Para garantir
a ventilao adequada a vazo mnima do sistema deve ser de 0,283 m3/s.
A Figura ao lado mostra o ventilador centrifugo disponvel. (a)
Aplicar a Eq. de energia entre o ponto (1) e (2) e determinar a Eq.
Resultante da altura total assim como seu valor em (mmH20). (b)
Determinar a Eq. que representa a curva caracterstica do sistema,
em funo da vazo. Grafique a mesma e determine o ponto de operao do
sistema com o ventilador [ Ht (mmH20) e Q (m3/h) ]. Indique se o
ventilador adequado e o que seria necessrio para trabalhar com o
sistema.Utilize ar a 200C Obs: Para graficar utilize 0 200 400 600
800 1000 1200 (m3/h) 0246810121416182022242628300 100 200 300 400
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400Vazao (m3/h)Altura
Total HT (mmH20)
[2]Oventiladordafiguraoperacomaratemperaturade350Cepressoatmosfricade95kPa.Atubulao
apresentaumdimetrode0,7m.Apliqeuaeq.deenergiaentre(1)e(2)edeterminepotenciadoventilador
considerando um rendimento global de 70%.
[3]Umsistemadeventilaooperacomarpadro.
Oventiladorestaacopladadiretamenteaumatubulaoedeve
trabalharcomumavazode1368m3/h.Avelocidadenatubulaodeaspiraoedescargaiguala10m/s.Determinar
o comprimento mximo da tubulao considerando que a perda de carga no
deve exceder 42,8mmH20.
PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 21
[ 4 ] Um sistema de ventilao utilizado para insuflar ar numa
sala para uso industrial. O sistema utiliza um filtro com perda de
carga de 20mmH20.O acessrios representam uma perda de carga de 10mm
H20. A tubulao de dimetro igual a 800 mm e velocidade igual a 12
m/s. (a) Aplique a Eq. de energia entre (1) e (2) determinando a
expresso que
representaaalturatotalaservencidapeloventiladoremm.c.ar.(b)Determinarapotenciadeacionamento
considerando um rendimento global de 60%.Obs. Ar condies padro. [ 5
] O sistema de ventilao local exaustora aspira um gs com uma vazo
igual a 5,6 m3/s. A velocidade na tubulao
iguala12m/s.Osacessrios(curvasecaptor)apresentamumaperdadecargaequivalentea100Pa.Ofiltrona
sadadoventiladorapresentaumaperdadecargaequivalentea245Pa.Aperdadecargadetodaatubulao
equivalente a5,65mmH20.Determinea potnciade acionamentodo
ventilador(Watts)paraumrendimentoglobalde 70%. Massa especifica do
gs igual a 1,15 kg/m3 PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e
Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial
Exemplos 22 5. EXEMPLO DE SISTEMA DE VENTILAO INDUSTRIAL
Dimensionarosdutosdeumsistemadeventilaodiluidoradeumalmoxarifadoeumaoficina
mecnicacomreade200m2emcadarecintoecompdireitoiguala4,0m.Considereumduto
principal com oito bocas de insuflamento iguais. Determinar a perda
de carga do sistema e potncia do ventilador considerando um
rendimento global de 60 %: Sistema de ventilao diluidora
almoxarifado e oficina; rea do local: 200m2em cada recinto, P
direito:4,0m; Volume:800m3 em cada recinto; Duto principal: 8 bocas
de insuflamento iguais (4 em cada recinto). Ref. Ventilao
Industrial. E Controle da Poluio Ed. Guanabara 1990.Mactintyre
A.J.Tab.9.1 - Tab. 9.4 - Fig. 9.8 - Fig. 9.5 Fig. 9.9 - Fig. 9.10 -
Fig. 9.11 PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 23
a) ALMOXARIFADO Vazo requerida: Q = VolI /t Tabela 6.2 Macintyre.
Adotas-se 6 renovaes de ar por hora. Implica t = 60min/6 = 10min.10
minutos de durao cada renovao de ar por hora. Q1 = Vol I /10min =
800m3/10min = 80 m3/min, - 1,33 m3/s Cada uma das 4 bocas de
insuflamento ter uma vazo: Q de cada boca = 80 / 4 = 20 m3/min. b)
OFICINA Adota-se 12 renovaes de ar por hora. Implica 60min/12=5min.
5 minutos de durao cada. renovao de ar por hora. Q2 = 800m3/5min =
160 m3/min,- 2,67 m3/s Cada uma das 4 bocas de insuflamento ter uma
vazo Q de cada boca = 160 / 4 = 40 m3/min. - 0,667 m3/s Vazo Total
do Sistema Trecho A-B : QT = Q1 + Q2 = 240 m3/min- 4,0 m3/s Mtodo
de Igual Perda de Carga para Dimensionar os Dutos Consiste em obter
uma perda de carga constante por unidade de comprimento de duto,
isto , um gradiente de presso constante ao longo do sistema de
ventilao.Neste mtodo o ajuste final do sistema ser obtido com
regulao de dampers.
Mtodomuitoutilizado,principalmenteparaprojetarsistemasdebaixa
velocidade (< 15m/s) e baixa presso (< 50 mmH2O).Sua
principal vantagem que a velocidade reduz-se no sentido do
escoamento, tendo menor gerao de rudo. Geralmente adota-se uma
perda da carga unitria Ju=0,1 mmH20/ma 0,2 mmH20/m PUCRS-
Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 24
DIMENSIONAMENTO DOS DUTOS Mtodo de igual perda de carga Trecho E-M
1.Iniciamospelotrechofinal(EM):ComauxiliodaTab.9.2adota-seumavelocidadeparao
trecho. Adotamos:v=3m/s 2.Calcula-se a seo de escoamento necessria
e o dimetro do duto circular: SE-M = (40m3/min) / (3 x 60) =
0,222m2D = (4 x 0,222 / ) 1/2 = 0,532 m OBS:O dimetro o mesmo para
EM,Dl,CK,BJ 3.Com D= 0,532ME Q= 0,666 M3/S OBTEMOSNA Fig. 9.5,A
PERDA DE CARGA UNITRIA Perda de Carga Unitria:Ju = 0,018 mmH2O /m
Considera-se a mesma perda de carga unitria ao longo de todos os
outros trechos retilneos.
ComauxliodaFig.9.5,ecomJu=0,018(constante)determinam-seosdimetrosdosoutros
trechos.A Tab. 1 apresenta o resumo dos resultados. Tabela 1.
Dimenses e Velociades nos Dutos TRECHOQ(m3/s)Ju (mmH2O/m)Dimetro
(mm)Velocidade (m/s) EM0,6670,0185323,0 DE1,00,0186203,3
CD20,0188203,9 BC30,0189304,3 AB40,01810804,7 4.Determinamos o
dimetros da tubulao pela equao:( )( )25 , 0625 , 03 , 1b
aabDeq+=UtilizamosaTab.9.4paratransformarodimetroDdaseocircularemladosaebque
seriam de uma seo retangular equivalente: Tabela 2. Sees
Retangulares dos Dutos TRECHO Dimetro (mm)a x b Tab. 9.4 (cm)
EM53072 x 34 DE62068 x 48 CD82080 x 70 BC93096 x 50 AB108060 x 90
PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 25 PERDA DE
CARGA DO SISTEMA PERDA DE CARGA DOS ACESSRIOS Equao Geral :Jacc = k
x hv(em mm H20) k : coeficiente de perda de carga que depende do
tipo de acessrio (Tabelado) hv: Presso dinmica dada em mmH20 : hv =
V2 / 16,34 (com v, a velocidade em m/s) Considera-se a linha de
insuflamento, desde o ponto M at a tomada de ar para o ventilador
Determina-se tipo de grelha usada na boca de insuflamento e a perda
de carga: Grelha Simples Unidirecional:k = 1,2(Fig. 11) JGrelha =
1,2 x hv onde hv = v2 / 16,34(em mm H20) Adota-se v = 4,5 m/se
calcula-se a rea livre de sada de grelha: Sgrelha = 0,666 / 4,5 =
0,148 m2 Adotando uma boca de 0,61m x 0,264 m, com 85 % livre na
sada: S = 0,85 x (0,61 x 0,264) = 0,130 m2
Corrige-se a velocidade adotada e calcula-se a perda de carga: v
= 0,666 / 0,130 = 5,12 m/s JGrelha = 1,2 x (5,12 2 / 16,34) = 1,92
mmH2O Utilizando a Eq. Jacc = k*hv, calculam-se as perdas de cargas
em todos as derivaes da tubulao.Para determinark e a Vse utilizam
as Figs. 9.8, 9.9, 9.10 e 9.11 Tabela 3. Perda de Carga dos
Acessrios dos Dutos DERIVAO kv (m/s)hv (mmH2O)Jacc (mmH2O) Grelha
unidirecional1,24,51,61,92 Principal p/ EM0,530,550,275 Transcrio D
p/ E0,063,30,6660,04 Transcrio C p/ D0,063,90,930,055 Cotovelo c/
palhetas0,84,71,351,08 Alargamento boca0,372,9980,899 Duas curvas
9000,44,71,081,728 Veneziana externa1,551,5302,295 Entrada no
duto0,951,5301,377 Filtro de ar--Perda estimada10 Total Pacc= 19,67
Obs: Instalaes de ar condicionado a perda de carga em filtros da
ordem de 5 a 8 mmH20 PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e
Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial
Exemplos 26 2. PERDA DE CARGA POR COMPRIMENTO DE TUBULAO Para o
clculo da perda de carga nos trechos da tubulao de comprimento L,
entra-se com Q e v de cada trecho no grfico (Fig. 9.5) se obtem a
perda de carga unitria(Ju). Multiplica-se, ento, esse valor pelo
comprimento de cada trecho, calculando as perdas de carga de cada
trecho: JL-trecho =Ltrecho x Ju(em mm H20) A perda de carga unitria
tambm pode ser dada em funo do fator de atrito:
gVDLf hH2220 = 29 , 0Re74 , 57 , 3/log25 , 01]1
||
\|+=Df que funo do Nmero de Reynols (Re) e rugosidade relativa
(/D) hD =VReonde: L:comprimento do trecho retilneo do duto. Dh :
dimetro hidrulico do trecho reto do duto. Dutos circulares Dh=D.
Tubos e dutos no circulares:Dh = 4A/P.A: rea da seo
transversal.P:permetro molhado. V:velocidade do escoamento. :
viscosidade cinemtica. : rugosidade absoluta da chapa do duto. Para
chapa de ao, = 0,00015 m. Tabela 4. Perda de Carga nos Dutos
TRECHOL (m) Q (m3/s) v (m/s) Ju (mmH2O/m) JL (mmH2O) fJL(Eq.)
(mmH2O) EM1,50,663,00,0180,0270,0196670,0300058
DE4,01,03,30,0180,0720,0188080,079287
CD4,52,03,90,0180,0810,0174150,087216
BC4,53,04,30,0180,0810,0167960,090161
AB2,04,04,70,0180,0360,0161460,039631 Total JL= 0,297 JL= 0,326
PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 27 3. PERDA
DE CARGA TOTAL Calcula-se altura manometrica (HT) que depende da
perda de carga totaldo sistema: H = JL + Jacc + hv (mmH20)
JL:Somatrio das perda de carga de todos os trechos retos de tubulao
- Tab. 4. JL =0,297 mm H20 Jacc : Somatrio das perda de carga de
todos os acessrios da tubulao - Tab. 3. Jacc =19,67 mmH20 O termo
hvrepresenta a diferena de presso dinmica hv = (7 2 4 2) / 2 x 9,81
= 2,01 mmH2O Clculo considerando perda de carga unitria H =19,67+
0,297 + 2,01= 21,97 mmH2O Clculo considerando Eq. do fator de
atrito. H T=19,67+ 0,396 + 2,01 = 22,07 mmH2O Potncia de
Acionamento do Ventilador GTacQ gHW=& Considerando um
rendimento de 60 %: Pot = 1,2 x 9,81x4 x 21,97 x/ 0,6 Pot = 1724 W
H= 22,07 mmH2O QT = 4,0 m3/s Pot = 1724 W PUCRS- Departamento de
Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de
Ventilao Industrial Exemplos 28 6. EXEMPLO POLGONO DE VELOCIDADES
Um ventilador axial tem um dimetro do cubo de 1,5m e um dimetro de
ponta de 2,0m trabalhando
comumavelocidadeangularde18rad/s.Quandotrabalhacomumavazode5,0m3/sdesenvolve
uma altura terica de elevao de 17mmH20. Determine o ngulo da p na
entrada e sada na posio do cubo e na ponta da p.
Considerequeavelocidadedoescoamentoindependentedoraioequeaenergiatransferida
por unidade de comprimento da p r constante.
Considereamassaespecificadoariguala1,2kg/m3eamassaespecficadaguaiguala
1000kg/m3. O escoamento com entrada radial Dados: Dimetro do cubo
Dc=1,5m Dimetro da ponta Dp=2,0m Velocidade angular =18rad/s.
Altura terica de elevao Ht00=17mmH20. Massa especifica do ar
=1,2kg/m3. Massa especifica da gua =1000kg/m3. Determinar: ngulo da
p na entrada 1
ngulo da p na sida 2
ngulo da p no cubo1c
ngulo da p na ponta1p Equaes para Ventilador Axial a)Conservao
da massa 2 2 1 1A C A C Qm m= =
comoareadepassagemdofluidonummquinaaxialamesmaA1=A2=Asetemqueas
componentes meridionais da velocidade absoluta a mesma Cm1=Cm2=Cm.
a rea de passagem ( ) ( ) ( ) [ ]2 2 2 2 237 , 1 5 , 1 0 , 24 4m D
D Ac p= = = desta forma a componente meridional da velocidade
perifrica dada por: s mAQCm/ 65 , 337 , 15= = = PUCRS- Departamento
de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema
de Ventilao Industrial Exemplos 29 Velocidade Perifricai)Na ponta
Up=Rp= 18x1,0=18m/s ii)No cubo Uc=Rc= 18x0,75=13,5m/s Determinao do
ngulo da p na entrada Para o cubo: 1 . 15 27 , 05 , 1364 , 3tan1 1=
= = =ccmcUC 43 , 11 2023 , 0864 , 3tan1 1= = = =ppmpUC Determinao
do ngulo da p na sada Como condio do problema considera-se que a
energia gerada no cubo e na ponta so iguais. Desta formapodemos
aplicar a Eq. de Euler para encontrar o ngulo da p na sida, no cubo
e na ponta. ( )1 1 2 21u u tC U C UgH = como U2=U1 =U e comoCu1=0
21u tUCgH = Com auxilio do polgono de velocidades obtemos Cu2 em
funo do ngulo da p: ( )2 2cot1m tC U UgH = Ht00=17mmH20 o que
representa Ht00=14,16m.c. ar. Explicitando o ngulo da p: mtCUg
HU002cot= no cubo com Uc=13,5m/se Cm=3,64m/sse obtem 2c=48,6 na
ponta com Up=18m/s e Cm=3,64m/s se obtem 2p=19,50. PUCRS-
Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 30 A potncia
do ventilador determinada pela equao: kW x x x Q gH Ptoo833 , 0 5
16 , 14 81 , 9 2 , 1 = = = Momento da Quantidade do Movimento Para
ventiladores axiais a Eq. do momento da quantidade de movimento
dada como: ( )1 2 u u m eixoC C R m T = &
nascondiessempre-rotaoimplicaqueoescoamentoplenamenteaxial,comistoa
componente perifrica da velocidade absoluta nula (Cu1=0) e o ngulo
entre C e U 1=900. 2 u m eixoC R m T & = com o dimetro do cubo
Dc=1,5m e o dimetro da ponta Dp=2,0m obtemos um radio mdio das ps
Rm= 0,875m. No raio mdio a velocidade perifrica dada como Um=Rm=
18x0,875=15,75m/s. mmtmmCUg HU002cot= com Um=15,75m/s
Ht00=14,16m.c.a r Cm=3,64m/sse obtem 2m=27,7. ( )2 2cotm m m m uC U
C = Um=15,75m/s Cm=3,64 cotB2= 1,904 Cu2m=8,82m/s. Nm x x x C QR Tu
m eixo305 , 46 82 , 8 875 , 0 5 2 , 12= = = Potncia do Ventilador .
834 , 0 305 , 46 18 kW x T Peixo= = = PUCRS- Departamento de
Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de
Ventilao Industrial Exemplos 31 ATIVIDADE DE APRENDIZADO necessrio
instalar um sistema de ventilao industrial numa grande rea de uma
fundio. A oficina tem 6 metros de
pdireito10metrosdelargurae20mdecomprimento.Emfunodasatividadesrealizadasestima-sequeso
necessrias 25 trocas de ar por hora no recinto para manter o mesmo
com uma ventilao adequada. Na descarga do ventilador se utiliza um
duto de 630mmx800mm de chapa galvanizada com rugosidade igual a
0,15mm. Na aspirao
doventiladorseutilizaumdutode800mmdedimetro.Considerequeosacessriosapresentamumasomados
coeficientesdeperdadecargaigualak=4,3.Oaraspiradoapressoatmosfrica(101,32kPa)etemperaturade
200C. Obs. Considere desprezvel a energia cintica na entrada do
duto de aspirao.Resolva as questes utilizando como base o grfico do
ventilador do fabricante OTAMmodelo RFS 800. 1.Aplique a Eq. de
energia e determine a altura til (Altura total) a ser vencida pelo
ventilador. 2.Determine o fator de atrito da tubulao utilizando o
conceito de dimetro equivalente. Determine a perda de carga da
tubulao e dos acessrios (m. c.ar)em (mmH20) e seu equivalente em
perda de presso. 3.Determine a presso esttica, a presso dinmica e a
presso total(Pa)
4.Selecioneoventiladorindicandonogrficoascondiesdeoperao:Vazo,PressoTotal,Presso
Esttica.
5.Determineutilizandoogrficoapressodinmica(mmCAePa),evelocidadededescarga.Determinea
velocidade na aspirao e presso dinmica na aspirao do ventilador.
6.Determine a potncia requerida pelo ventilador (em Watts e CV) nas
condies de operao e a potncia de
acionamentodoventilador(emWattseCV)fornecidapelofabricante.Obs.Determineapotnciarequerida
utilizando os conceitos de m.c.ar, mmCA e presso total. 7.Estimando
que o rendimento mecnico igual a 85% determine a altura terica para
numero finito de ps e o rendimento hidrulico.
8.Paraascondiesdeoperaodetermineocoeficientedepressoeocoeficientedevazoassimcomoa
rotao especifica caracterstica. 9.Determine a velocidade perifrica
do rotor por equacionamento e graficamente.
10.Seoventiladoroperaracom 1250rpmdetermineasnovascondies
deoperaodoventiladordepresso total (em Pa e mmH20),vazo (m3/h) e
potencia do ventilador (kW).
11.DetermineaEq.querepresentaacurvacaractersticadosistema.ComalturatotalemmmH20evazoem
m3/h.PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 32
ATIVIDADE DE APRENDIZADOVentilador OTAM (RFS 800)
necessrioinstalarumsistemadeventilaoindustrialnumagrandereadeumafundio.Aoficinatem6
metros de p direito 10 metros de largura e 19,8m de comprimento. Em
funo das atividades realizadas estima-se que so necessrias 21
trocas de ar por hora no recinto para manter o mesmo com uma
ventilao adequada. Na
descargadoventiladorseutilizaumdutode630mmx800mmdechapagalvanizadacomrugosidadeiguala
0,15mm. Na aspirao do ventilador se utiliza um duto de 800mm de
dimetro. Estimando-se que o comprimento de tubulao mais o
comprimento equivalente igual a 393m. O ar aspirado a presso
atmosfrica (101,32kPa) e temperatura de 200C. Obs. Considere
desprezvel a energia cintica na entrada do duto de aspirao. Resolva
cada um das questes utilizando como base o grfico do ventilador da
OTAM RFS 800 1.Determine a perda de carga e altura til do sistema.
2.Determine a presso esttica, dinmica e total a temperatura do ar
nas condies do grfico considerando a presso atmosfrica igual a
101,32kPa. 3.Selecione o ventilador indicando no grfico as condies
de operao: Vazo, Presso Total, Presso Esttica .
4.Determineutilizandoogrficoapressodinmica(mmCAePa),evelocidadededescarga.Determinea
velocidade na aspirao e presso dinmica na aspirao do ventilador.
5.Determine a potncia requerida pelo ventilador (em Watts e CV) nas
condies de operao e a potncia de
acionamentodoventilador(emWattseCV)fornecidapelofabricante.Obs.Determineapotnciarequerida
utilizando os conceitos de m.c.ar, mmCA e presso total. 6.Estimando
que o rendimento mecnico igual a 85% determine a altura terica para
numero finito de ps e o rendimento hidrulico. 7.Para as condies de
operao determine o coeficiente de presso e o coeficiente de vazo.
8.Determine a rotao especifica caracterstica. 9.Determine a
velocidade perifrica do rotor por equacionamento e graficamente.
10.Considerandoqueoventiladordevertrabalhar1100rpmdetermineasnovascondiesdeoperaodo
ventilador. 11.Se o ventilador aspira ar a 40oC e presso atmosfrica
de 740mmHg determine o fator de correo da massa especfica e a
potncia requerida nesta situao. PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 33 PROBLEMAS DE VENTILADORESFonte: Macintyre -
Equipamentos Industriais e de Processo (Cap.2 Ventiladores) [1]
Determine a pressototal (em Pa e metros de coluna de ar) e potncia
motriz (kW,HP) de um ventilador que deve trabalhar com uma presso
absoluta equivalente de 36mm de coluna de gua
evazode5m3/s.Considereumrendimentoglobalde70%emassaespecficadoariguala1,2
kg/m3. Resposta: (H=30mc.arPot=2,53kW)
[2]QualventiladordofabricanteGEMAdeverserselecionadoparaconseguirtrabalharnuma
instalaoquerequer0,06m3/seumaalturatotaldeelevaoiguala120mmdecolunadegua.
Considere o rendimento global igual a 60%. Obs. Utilize a Fig.2.17
pag.89 - Macintyre. Resposta: (ventilador tipo RP)
[3]Sedesejadautilizarumventiladorparaumsistemadeexaustonoqualsetrabalhacom
materiais abrasivos em condies severas. No sistema se trabalha com
uma vazo de 20m3/s e uma
pressoequivalenteemalturaiguala200mmdecolunadegua.I)Selecioneoventiladordo
fabricante GEMA mais apropriado utilizando as Fig. 2.17 e 2.18. ii)
Qual a potncia do ventilador estimando um rendimento global de 65%
e considerando a massa especfica igual a 1,2kg/m3. Obs. Utilize a
Fig.2.17 e 2.18 - Macintyre. Resposta: (Tipo L; Pot=60,5kW) [4] Um
ventilador com 1150rpm com uma presso esttica equivalente de 5mm de
coluna de gua e
forneceumavazode62m3/minabsorvendoumapotnciade0,33HP.Determineasnovas
condies de operao do ventilador quando a rotao muda para 1750rpm.
Obs. Utilize a Fig.2.19 - Macintyre. Resposta: (Q2=94,3 ;
H2=11,6mmH20; P2=1,16cv)
[5]Determineoventiladorparaserutilizadonumasistemaquedemandaumaalturatotalde
elevaode80mmdecolunadegua,vazode1,2m3/serotaode750rpm.Qualapotncia
considerandoumamassaespecficade1,2kg/m3erendimentode75%.Obs.UtilizeaFig.2.20-
Macintyre. Resposta: (16123 rpm ; ventilador centrifugo ps para
frente; Pot=1,26kW)
[6]Umventiladorutilizadoemlaboratriotrabalhacomumavelocidadede10m/srotaode
2880rpm. O dimetro da tubulao de descarga de 5cm. O comprimento
datubulao igual a 8
metros.Amassaespecficadoar1,2kg/m3aviscosidadedinmicaiguala1,81x10-5(Ns/m2)a
viscosidade cinemtica igual a 15,1x10-6 (m2/s). Considera a
rugosidade relativa igual a 0,002. Para gua considere peso
especficoigual a9810N/m3. (a)A equao caracterstica do sistema.
(b)As condies de operao (H,Q) do ventilador(c)A rotao especfica do
ventiladorResposta: H =63986,2Q2 (b) H=30mmH20Q= 20 litro/s.(c))
ns=16680 rpm
[7]Determinarasprincipaisdimensesepolgonodevelocidadesdeumventiladorquedeve
trabalhar com uma vazo de 300m3/min e presso total equivalente a
80mmH20, rotao de 725rpm, rendimento hidrulico de 80% e rendimento
mecnico de 70%. Considere a massa especifica do ar igual a
1,23kg/m3. Considere escoamento com entrada radial e ps radiais na
sada. Resposta: U1=22,9m/s. C1= Cm1=12 m/s. W1=25,6 m/s. 1=90.
1=27,6U2=Cu2=28,6m/s Cm2= W2=9,6m/s 2=18,6. 1=900 D1=600mm. D2=
750mmb1=b2=190mm.Pot=5.6kW. PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 34 ESTUDO DIRIGIDO SISTEMAS DE VENTILAAO
INDUSTRIAL
Realizarumtrabalhoderecopilaobibliogrficaedebuscanainternetabrangendooestudodos
contedosdefinidosnopresentematerial.Utilizarcomobibliografiabsicaocapitulodeventiladoresda
apostila fornecida pelo professor em pdf.Apresentar um relatrio em
Word com no mximo 08 pginas com
capaintroduo,objetivos,desenvolvimento,conclusesereferenciasbibliogrficas.Gruposde02
pessoas. Obs. Estes e outros contedos sero avaliados na prxima
prova. Definir ventiladores e suas aplicaes industriais. Qual a
diferena fundamental entre ventiladores e compressores. Apresentar
a equao de terica da energia para ventiladores. Que diferena tem
com ade bombas. Identificar os tipos de ventiladores e suas curvas
caractersticas. Quais so os denominados ventiladores sirocco. Qual
a diferena de uso dos ventiladores centrfugos e axiais. Como
determinar a massa especifica dos gases. Apresentar a equao bsica.
Quais os fatores que afetam a massa especifica do ar para uso de
ventilao industrial. Definir presso barometrica, presso esttica,
presso dinmica e presso total. Definir Presso esttica e total de um
ventilador.
ComotransformamosainformaodepressototaldeumventiladordePascalparamilmetrosde
coluna de gua. Apresente o equacionamento e um exemplo. Como medir
em laboratrio as presses anteriormente definidas Definir condies de
ar padro utilizadas para um ventilador. Como se representam as
leide ventiladores, apresentar as equaes principais Como se define
a potncia de um ventilador. Quais as variveis envolvidas. Quais os
rendimentos considerados num ventilador e como so definidos. Para
especificar e determinar um ventilador de catalogo comercial quais
so as variveis que devem ser especificadas. Podemos conectar
ventiladoras em serie e em paralelo quais as vantagens. Podemos
transportar materiais particulares utilizando ventiladores. Como se
define a rotao especifica caracterstica em ventiladores. Apresentar
a equao. Como se representa a curva caracterstica de um sistema de
ventilao industrial.
Apresenteumexemplodedeterminaodapotnciadeumventilador,determinaodarotao
especifica caracterstica e uso das leis de ventiladores. PUCRS-
Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 35 PROBLEMAS
VENTILAO LOCAL EXAUSTORA
[1]Determinarapressoesttica(emPa)deumcaptorqueapresentaumcoeficientedeperdadecarga
0,93. A velocidade no captor igual a 15m/s. Considere ar a
temperatura de 200C. Resposta:Pa PE6 , 260 =
[2]Determinarocoeficientedeentradaedeperdadecarganumcaptorqueapresentaumapresso
esttica de 30mmH20 e presso dinmica igual a 10 mmH20. Resposta: 58
, 0 =eC97 , 1 = k
[3]Numcaptordeexaustormede-seapressoestticasendoiguala-2,5pol.H20.Odutoede18polde
dimetro e a velocidade no duto igual a 4000 p /min. (a) Determinar
o coeficiente de entrada e coeficiente de perda de carga do captor.
(b) Considerando que em outras condies o sistema apresenta uma
pressoesttica de -2,10 pol.H20 determinar a velocidade no duto.
Obs. Considere ar a 200C Resposta:(a)63 , 0 =eC52 , 1 = k(b)s m/ 6
, 18 V= [4] Um captor de esmeril deve trabalhar com uma vazo de
1000 m3/h. Para arrastar a poeira do esmeril e
domaterialavelocidadedoarnodutodeveseriguala25m/s.Oaraspiradoapressoatmosfrica
(101,32kPa). Considere que a massa especifica 1,4 kg/m3 incluindo o
material com polvo. (a) Determinar a perda de carga (mmH20 e Pa) na
entrada do duto (b) A presso na entrada do duto (absoluta e
relativa). (c) Potencia estimada para o sistema considerando um
rendimento global de 65%. Resposta:(a)0 292mmH he K= Pa Pk5 , 284 =
(b)Pa PE722 =(c)W Wacc310 =&
[5]Determinaravazonecessriaparaumcaptorcomflangescom25cmdedimetroutilizadocomo
exaustordefumosdesolda.Ocaptorinstaladoaumadistncia40cmdocontaminante.Determinara
perdadecargaatravsdocaptoreapressoestticanecessriaamontantedomesmo.Considereara
20oC com massa especfica igual a 1,2 kg/m3.Resposta:Pa PE73 , 322 =
[6] Um cadinho contendo metal em fuso a 8700C com 50cm de dimetro e
100cm de altura repousa sobre
opiso.Osfumosmetlicosformadossocarregadospelacorrentedearporconvecoascensional.
Projete uma coifa para ventilar o processo, considerando que a
altura da instalao no poder ser inferior
a3,0m.Obs.ConsiderequeocoeficientedetransfernciadecalorporconvecodoprocessohC=8,45
W/(m2K).Resposta:m Dcoifa0 , 2 = [7]Projetar um ciclone (tipo padro
B) para coletar 87% das partculas de 50m com massa especifica de
1200kg/m3emsuspensoemumacorrentedearcomvazode180m3/min.(b)Determineaperdade
cargadocoletoremPaemmH20.Considerequeoarapressoatmosfrica101,3kPaetemperaturade
500C (=1,09(kg/m3)e =1,96x10-5(kg/m.s) ). Dimenso CiclonePadro
B(mdia eficincia) lHSddLLdbd Dimenses
0,563m1,125m1,313m1,125m2,25m3,75m0,3m1,5m Obs. Exerccios extrados
das referencias bibliogrficas. PUCRS- Departamento de Engenharia
Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao
Industrial Exemplos 36 Exemplo [1]: Determinar a presso esttica (em
Pa) de um captor que apresenta um coeficiente de perda de carga
0,93. A velocidade no captor igual a 15m/s. Considere ar a
temperatura de 200C. 135Pa25 11,22V2 2= = = VP ( ) ( ) Pa P k PV E6
, 260 135 93 , 0 1 1 = + = +
=Exemplo[2]:Determinarocoeficientedeentradaedeperdadecarganumcaptorqueapresentauma
presso esttica de 30mmH20 e presso dinmica igual a 10 mmH20. 58 ,
03010= = =EVePPC97 , 158 , 058 , 0 1 12222===eeCCk Exemplo [3]: Num
captor de exaustor mede-se a presso esttica sendo igual a
-2,5pol.H20. O duto e de 18
poldedimetroeavelocidadenodutoiguala4000p/min.(a)Determinarocoeficientedeentradae
coeficientedeperdadecargadocaptor.(b)Considerandoqueemoutrascondiesosistemaapresenta
uma pressoesttica de -2,10 pol.H20 determinar a velocidade no duto.
Obs. Considere ar a 200C 0 5 , 63 4 , 25 5 , 22mmH x hE = = mm x D
457 4 , 25 18 = = s mxx xV / 32 , 201000 604 , 25 12 4000= = Presso
esttica do captor (valor absoluto): Pax xpE623100081 , 9 1000 5 ,
63= = Presso dinmica ( )Pa x PV74 , 247232 , 202 , 12V2 2= = =
Coeficiente de entrada 63 , 062374 , 247= = =eVePPC Coeficiente de
perda de carga ( )( )52 , 163 , 063 , 0 1 12222===eeCCk
Esteprocedimentopodeseradotadoexperimentalmenteparadeterminarocoeficientedeperdadecarga
do captores.
(b)Considerandoqueemoutrascondiesosistemaapresentaumapressoestticade-2,10pol.H20
determinar a velocidade no duto. 0 34 , 53 4 , 25 1 , 22mmH x hE =
= PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 37 Presso
esttica do captor (valor absoluto): Pax xpE3 , 523100081 , 9 1000
34 , 53= =( ) Pa x P C PE e V7 , 207 3 , 523 63 , 02 2= = = s mx
PV/ 6 , 182 , 17 , 207 2 2V = = = obs: o coeficiente de entrada
(Ce)e um valor constante. Exemplo [4]: Um captor de esmeril deve
trabalhar com uma vazo de 1000 m3/h. Para arrastar a poeira do
esmeriledomaterialavelocidadedoarnodutodeveseriguala25m/s.Oaraspiradoapresso
atmosfrica (101,32kPa). Considere que a massa especifica 1,4 kg/m3
incluindo o material com polvo. (a) Determinar a perda de carga
(mmH20 e Pa) na entrada do duto (b) A presso na entrada do duto
(absoluta e relativa). (c) Potencia estimada para o sistema
considerando um rendimento global de 65%. em mmH20 dada por: ( )V
ke Th h h + =ondeV e Kkh h =sendo ) 0 (2V22mmHghV = Onde k o
coeficiente de perda de carga que para captor do esmeril k=0,65. )
0 ( 6 , 4425 24 , 122mmHghV= = (a)Perda de carga (mmH20 e Pa) na
entrada do duto: 0 2981 , 9 25 24 , 1 65 , 022mmHxkh hV e K== = Pax
xPk5 , 284100029 81 , 9 1000= = (b) Presso na entrada do duto: ( )
0 6 , 73 6 , 44 292mmH he T = + = Pax xPE72210006 , 73 81 , 9 1000=
= Trata-se de uma depresso j que menor que a presso atmosfrica.
Aplicamos a Eq. de energia entre a entrada do ar aspirado no captor
e na sada aps ser aspirado pelo ventilador. As extremidades do
sistema
estosubmetidasapressoatmosfrica.Avelocidadedoarantesdeseraspiradodesprezvel.Desta
forma a Eq. fica reduzida a: gVh HsL Man22+ = o que corresponde a
depresso total (PT) a ser vencida pelo ventilador. Potencia
requerida para o funcionamento do sistema PUCRS- Departamento de
Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de
Ventilao Industrial Exemplos 38
Wxx Q P gHQWGTGacc3103600 6 , 01000 722 = = = & Exemplo [5]:
Determinar a vazo necessria para um captor com flanges com 25cm de
dimetro utilizado como exaustor de fumos de solda. O captor
instalado a uma distncia 40cm do contaminante. Determinar a perda
de carga atravs do captor e a presso esttica necessria a montante
do mesmo. Considere ar a 20oC com massa especfica igual a 1,2
kg/m3. A vazo do captor com flanges determina com ( )cV A X Q +
=210 75 , 0 Da Tab. 1 obtemos a velocidade de captura (valor mdio)
Vc=0,75 m/s. 22 2049 , 0425 , 04mDAf= = = ( )= + =smx x Q3293 , 0
049 , 0 4 , 0 10 75 , 0 75 , 0 s mAQV / 19049 , 093 , 0 = = Pa PV6
, 21629 12 , 12V2 2= = = ( ) ( ) Pa x P k PV E73 , 322 6 , 216 49 ,
0 1 1 = + = + =
Exemplo[6]:Umcadinhocontendometalemfusoa8700Ccom50cmdedimetroe100cmdealtura
repousasobreopiso.Osfumosmetlicosformadossocarregadospelacorrentedearporconveco
ascensional.Projeteumacoifaparaventilaroprocesso,considerandoqueaalturadainstalaono
poderserinferiora3,0m.Obs.Considerequeocoeficientedetransfernciadecalorporconvecodo
processo hC =8,45 W/(m2K) Dados adicionais: Temperatura do ar: 300C
Temperatura da superfcie: 8700C Dimetro do cilindro aquecido:
D=50cm Y=3,0m hC =8,45 W/(m2K) Como Y> 1,0 trata-se de uma coifa
alta.PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica
Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 39
Soluo: A taxa de calor dissipadoe dada por: ( ) ( ) W K mK mWT T A
h qar s c c1394 ) ( 30 870 ) (45 , 045 , 8222= = =&Vazo do
projeto do captor ( ) (litros/s) ) 2 ( 7 , 746 , 1 3 / 1D Y q QC Y+
= & ( ) (litros/s) 651 ) 5 , 0 2 0 , 3 ( 1394 7 , 746 , 1 3 /
1= + = x QY /s) (m 651 , 03=YQ raio da corrente ascensional de gs
quente: 88 , 0) 2 ( 215 , 0 D Y r + = (m) m x r 73 , 0 ) 5 , 0 2 0
, 3 ( 215 , 088 , 0= + = Dimetro da coifa: m r Dcoifa5 , 0 2 + = m
x Dcoifa0 , 2 5 , 0 73 , 0 2 + = Afincremento de rea de fase: ( ) (
)22 2 2 247 , 14) 73 , 0 2 ( 24) 2 (mx r DAcoifaf=== Velocidade
recomendada (0,5m/s a 0,8m/s). Assumimos Vf=0,5m/s. Qfe a vazo da
fase: s m m x m V A Qf f f/ 74 , 0 5 , 0 47 , 13 2= = =smQ339 , 1
74 , 0 651 , 0 = + =Exemplo [7]: Projetar um ciclone para coletar
87% das partculas de 50m com massa especifica de 1200 kg/m3 em
suspenso em uma corrente de ar com vazo de 180 m3/min. (b)
Determine a perda de carga do
coletoremPaemmH20.Considerequeoarapressoatmosfrica101,3kPaetemperaturade500C
(=1,09(kg/m3)e =1,96x10-5(kg/m.s) ). ( )ar p earpcVdd = 27 ,
0Explicitamos o dimetro do ciclone: ( )2073 , 0pcarar p edVd =Da
Eq.PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica Sistemas
Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial Exemplos 40
211+=ppcCdd Obtemos o dimetro de corte da partcula. 11=cp pcd d
pela qual se obtm dpc= 19,32m. Para ciclone tipo B obtemos a relao
da velocidade de entrada (Tab.4).: 2281 , 0 75 , 0 375 , 0 dQd
dxQlxHQAQVee= = = = ( )3 / 1271 , 48 =pcarar pd Q d ( )mx xd 494 ,
110 132 , 1910 96 , 109 , 1 12006018071 , 483 / 126 5=11]1
||
\| ||
\|= Aproximamos para d=1,5m. Resultados das dimenses do ciclone
DimensolHSddLLdbd Ciclone Padro B(mdia eficincia) Fator
multiplicativo do dimetro (d)0,3750,750,8750,751,52,50,21,0
Dimenses (metros).0,563m1,125m1,313m1,125m2,25m3,75m0,3m1,5m ( ) (
)mxxAAkseC26 , 124 / 25 , 1 , 1125 , 1 563 , 016 , 21 16 , 2121 .
1221 , 1=1]1
=|||
\|= s mxQVe/ 75 , 45 , 1 281 , 02= =(Velocidade ligeiramente
menor que a recomendada (5,0m/s) ) ( )Pa x xVk Pear C76 , 150275 ,
409 , 1 26 , 1222 2= = = 0 36 , 1581 , 9 10001000 76 ,
1502mmHxxhCK= = PUCRS- Departamento de Engenharia Mecnica e
Mecatrnica Sistemas Fluidomecnicos Sistema de Ventilao Industrial
Exemplos 41 [ 1 ] Uma serralheria consome em soldas eltricas cerca
de 40 kg de eletrodos por dia de 8h de trabalho. (a) Calcular as
condiesmnimasdeventilaoaseremadotadasparaorecinto.(b)Qualseriaonumeroderenovaesdear
requerida considerando que o local apresenta um pe direito de 5
metros de uma rea de 10mx10m. Existem normas que assinalam segundo
o processo qual o tipo de contaminante e qual a produo.No caso de
solda a arco eltrico o contaminate e fumo de oxido de ferro e a
produo e de 10 a 20 g/kg. (Tab. 1.7). Utilizaremos por segurana o
valor maximo ( 20 g/kg). Existem normas que regulam os limites de
tolerncia a contaminantes em recintos. Para o caso de soldas
eltricas, consideradas(oxido de fumos Tab. 1.5a da E.C. da Costa ):
Limite: 10 mg/m3. ( ) ( )hmm gkg g x h kgTolerancia de Limiteante
Conta de QuantidadeVazao Q33000 . 10) / ( 1000 / 10/ 20 /840min) (
= = = . / 20) ( 500) / ( 1000033hora renovacoesmh mVQn = = = O
correto seria utilizar ventilao local exaustora diminuindo
consideravelmente o volume de ar a ser ventilado.
[2]Determinaraventilaogeraldiluidora(porexausto)queserianecessriaseradotadanumafundiocuja
capacidade e de 1 tonelada de ferro cinzento a cada 8 h. Existem
normas que assinalam segundo o processo qual o tipo de contaminante
e qual a produo.No caso de fundio cada tonelada de ferro cinzento
emite 9,6 kg de fumo de oxido de ferro(Tab. 1.7: 9,6 kg/ton )
Existem normas que regulam os limites de tolerncia a contaminantes
em recintos. Para de fundio a mxima concentraopermitida de fumo de
oxido de ferro e de (oxido de fumos Tab. 1.5a da E.C. da Costa ):
10 mg/m3. ( ) ( ) ( )hmm gkg g x ton kg x h tonTolerancia de
Limiteante Conta de QuantidadeVazao Q33000 . 120) / ( 1000 / 10/
1000 / 6 , 9 /81min) ( = = =
[3](a)Determinaraquantidadedearnecessriaparaaventilaodeumauditriode12.000m3destinadoa1500
pessoas. (b) Determine o numero de renovaes de ar necessrias no
local. Pelo cdigo de Obras de POA e necessrio m3/h x pessoa.
hmpessoahmpessoax Vazao Q3 3000 . 75 / 50 1500 ) ( ==O numero de
renovaes de ar no auditrio ser: . / 25 , 6) ( 12000) / (
7500033hora renovacoesmh mVQn = = =
