Trabalho de Ventilação Exaustora - Gabriel Funes - 48038

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dimensionamento exaustor

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  • Universidade Federal do Rio Grande FURG

    Escola de Engenharia

    Engenharia Mecnica Naval

    Disciplina de Equipamentos Industriais e de Processos

    Prof. Fernando Torres

    Especificao de Ventilador para Ventilao

    Exaustora

    Gabriel Funes - 48038

    Pelotas, 21 de Agosto de 2013.

  • Sumrio 1. Introduo............................................................................................................................. 3

    2. Objetivos ............................................................................................................................... 4

    3. Consideraes Iniciais de Projeto ........................................................................................ 5

    4. Geometria da Tubulao e seus Componentes ................................................................... 5

    5. Captores Utilizados no Projeto ............................................................................................ 6

    5.1. Captor Tipo I ................................................................................................................. 6

    5.2. Captor Tipo II ................................................................................................................ 6

    6. Clculo das Vazes de Projeto ............................................................................................. 7

    6.1. Captor Tipo I ................................................................................................................. 7

    6.2. Captor Tipo II ................................................................................................................ 7

    6.2.1. Para Quatro Lados Abertos .................................................................................. 7

    6.2.2. Para Dois Lados Adjacentes Fechados ................................................................. 7

    6.2.3. Apenas um Lado Aberto ....................................................................................... 7

    6.3. Resultado das Vazes de Projeto ................................................................................. 7

    7. Balanceamento do Sistema .................................................................................................. 8

    8. Clculo do do Ventilador em Pascal (Pa) ....................................................................... 8

    9. Especificao do Ventilador ................................................................................................. 9

    10. Concluso ........................................................................................................................ 11

    11. Referncias ..................................................................................................................... 12

    12. Anexos ............................................................................................................................. 13

    12.1. Anexo 1 Dados Utiliados na Planilha de Clculo ............................................... 13

    12.2. Anexo 2 Planilha de Clculo Completa ............................................................... 14

  • 1. Introduo

    Com a preocupao cada vez mais crescente com a segurana dos trabalhadores na

    fabricao industrial, uma das medidas adotadas o uso de ventilao exaustora tendo como

    objetivo principal a captao de poluentes resultantes dos processos industriais, que possam

    ser prejudiciais.

    No presente trabalho ento, faz-se uso do conhecimento adquirido na Disciplina de

    Equipamentos Industriais e de Processos, a respeito de ventiladores, ministrada at o

    momento pelo Professor Fernando Torres, para especificar um ventilador, que atenda aos

    requisitos mnimos, para uma linha de ventilao exaustora previamente determinada.

  • 2. Objetivos

    Calcular a vazo nos cinco captores conforme os dados recebidos na planilha;

    Com auxlio da planilha fornecida, fazer o balanceamento do sistema de ventilao

    exaustora pelo mtodo da igual perda de carga (balanceamento esttico),

    dimensionando o dimetro da tubulao em cada trecho do sistema;

    Calcular o p do ventilador;

    Selecionar o ventilador com auxlio dos programas fornecidos pelos fabricantes de

    ventilador (TORIN (Torin), Ventowin (BerlinerLuft), Vortex (OTAM);

    Fazer correes no p do ventilador (se necessrio);

    Calcular a potncia do ventilador;

  • 3. Consideraes Iniciais de Projeto

    Considerar uma velocidade mnima de transporte de ;

    Considerar a velocidade de controle de (usada para clculo da vazo nos

    captores tipo II);

    Considerar um lavador de gases com perda de carga fixa de

    4. Geometria da Tubulao e seus Componentes

    Atravs do conhecimento da geometria da tubulao, comprimentos e acidentes

    presentes, possvel fazer o clculo das perdas de carga, necessrias para o projeto do

    ventilador.

    Figura 1 Isomtrico da Tubulao de Projeto

  • 5. Captores Utilizados no Projeto

    5.1. Captor Tipo I

    Neste tipo de captor o ar absorvido por Slots de diferentes tamanhos, como pode ser

    visto na figura 2.

    Figura 2 Captor Tipo I

    5.2. Captor Tipo II

    Este tipo de Captor apresenta apenas uma cobertura que fica sobre o reservatrio de

    onde se deseja filtrar o ar.

    Figura 3 Captor Tipo II

  • 6. Clculo das Vazes de Projeto

    6.1. Captor Tipo I

    Para os captores do Tipo I a vazo dada por

    (1)

    Onde:

    Vazo,

    Largura,

    Comprimento,

    6.2. Captor Tipo II

    Para este tipo de captor o calculo da vazo depende da quantidade de lados abertos, portanto:

    6.2.1. Para Quatro Lados Abertos

    (2)

    Sendo:

    Permetro,

    Altura aberta,

    Velocidade de Controle,

    6.2.2. Para Dois Lados Adjacentes Fechados

    (3)

    6.2.3. Apenas um Lado Aberto

    No caso, considerou-se como lado aberto o de dimenso igual ao comprimento, ento tem-se

    (4)

    6.3. Resultado das Vazes de Projeto

    Captor Captor 1 Captor 2 Captor 3 Captor 4 Captor 5

    Tipo II II I II I

    N de Lados Abertos 4 1 - 2 -

    Altura Aberta (H), m 0,6 0,6 - 0,6 -

    Comprimento(L), m 1,5 1,5 1,0 1,5 1,5

    Largura (W), m 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

    Vel. de Controle (V), m/s 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

    Equao 2 4 1 3 1

    Vazo, m/h 12700,8 3240,0 1645,9 4536,0 2468,9

    Clculo das Vazes de Projeto

    Tabela 1 Vazes de Projeto Calculadas

  • 7. Balanceamento do Sistema

    Fazendo uso da Planilha Excel, fez-se o balanceamento do sistema. Para tal, na mesma

    deve-se inserir a perda de carga do lavador em separado e estimar um valor de

    ganho de carga do ventilador. Em funo dos dados de perda de carga e presses reinantes,

    calculados tambm pela planilha, fazem-se iteraes, alterando vazes e/ou dimetros das

    tubulaes ou ainda aumentando ou diminuindo o ganho do ventilador at que se obtenham

    presses reinantes nos captores iguais a zero, com velocidades nos dutos acima da velocidade

    mnima de projeto que de .

    Lembrando que, um dos requisitos do projeto que ao final do balanceamento, as

    vazes resultantes das iteraes no apresentem erro maior que da vazo de projeto.

    Aps varias iteraes o ganho de carga estimado para o ventilador foi de .

    As vazes resultantes, com seus respectivos erros percentuais, dimetros da tubulao e

    velocidades podem ser vistos na tabela abaixo de acordo com cada trecho da geometria.

    Trecho 1A 2A 3B 4C 5D AB BC CD DE Ventilador FG Lavador HI

    Vazo, m/h 12728 3276 1662 4620 2482 16004 17665 22285 24768 24768 24768 24768 24768

    Dimetro, mm 425 225 170 260 201 520 550 620 650 - 650 - 650

    Velocidade, m/s 24,92 22,89 20,34 24,17 21,73 20,93 20,65 20,50 20,73 - 20,73 - 20,73

    Erro Percentual 0,21% 1,11% 0,96% 1,86% 0,55% 0,39% 0,45% 0,74% 0,72% 0,72% 0,72% 0,72% 0,72%

    Vazes Resultantes, Dimetros e Velocidades Obtidas, Erros Percentuais das Vazes.

    Tabela 2 Resultados Obtidos Atravs do Balanceamento.

    Observao: No Anexo 1 e 2 mostra-se mais alguns dados necessrios para os clculos

    e tambm a planilha completa para melhor anlise dos resultados.

    8. Clculo do do Ventilador em Pascal (Pa)

    Calcula-se o do atravs da seguinte equao

    Onde:

    Massa especfica da gua,

    Acelerao da Gravidade,

    Ganho de Carga do Ventilador

    Fator de Converso

  • 9. Especificao do Ventilador

    O Programa utilizado para seleo do ventilador foi o Ventowin 3.0 do fabricante

    Berlinerluft. Os dados inseridos no programa foram.

    Vazo igual a

    Ganho de carga de

    Temperatura de

    Altitude de

    Massa Especfica do ar igual a

    Ao final, dentre os ventiladores sugeridos, o selecionado foi o ventilador ,

    devido ao fato de apresentar a maior eficincia dentre todos.

    As especificaes do ventilador so:

    Potncia absorvida no ponto de operao:

    Potncia sonora:

    Rotao do motor no ponto de operao:

    Presso de operao:

    Eficincia:

    Motor sugerido:

    Nas imagens que seguem podem ser vistas as janelas de seleo do programa e

    tambma curva caracterstica do ventilador.

    Figura 4 Janela de Seleo do Ventilador

  • Figura 5 Curva Caracterstica do Ventilador

  • 10. Concluso

    Com o auxilio da planilha, que facilitou muito o trabalho, foi possvel especificar o

    ventilador adequado, com o mesmo garante-se que os requisitos mnimos de projeto sero

    supridos de forma eficiente.

  • 11. Referncias

    Catlogos da Berlinerluft

    Anotaes da aula de Sistemas Hidrulicos e Pneumticos do Prof. Fernando Torres

  • 12. Anexos

    12.1. Anexo 1 Dados Utiliados na Planilha de Clculo

  • 12.2. Anexo 2 Planilha de Clculo Completa