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Curso de Curso de VentiladoresVentiladoresCentro de Metrologia de Centro de Metrologia de

FluidosFluidosIPTIPT

Prof. Márcio NunesProf. Márcio Nunes

Tipos de VentiladoresTipos de Ventiladores Categorias:Categorias:

o AxiaisAxiaiso CentrífugosCentrífugoso Axial-centrífugoAxial-centrífugoo Ventiladores de tetoVentiladores de tetoo Sopradores de fluxo mistoSopradores de fluxo mistoo Ventiladores regenerativos Ventiladores regenerativos

(Vórtex)(Vórtex)

Ventiladores AxiaisVentiladores Axiais

HéliceHélice


Tubo Tubo axialaxial

Ventiladores AxiaisVentiladores Axiais Fluxo direcionado (Vane axial)Fluxo direcionado (Vane axial)


Jet-fansJet-fans

Ventiladores CentrífugosVentiladores CentrífugosPás perfiladas Pás perfiladas

(Air Foil)(Air Foil)

Ventiladores CentrífugosVentiladores Centrífugos Pás retasPás retas

SiroccoSirocco(pás para frente)(pás para frente)

Ventiladores CentrífugosVentiladores Centrífugos Pás para trás (limit load)Pás para trás (limit load)

Ventiladores de Fluxo Ventiladores de Fluxo MistoMisto

O escoamento no O escoamento no interior da carcaça interior da carcaça passa a 45passa a 45oo

Ventiladores CentrífugosVentiladores Centrífugos

Carcaça: Carcaça: em forma de em forma de voluta (caracol)voluta (caracol)

Ventiladores VórtexVentiladores Vórtex

O Trabalho de Compressão O Trabalho de Compressão de Gasesde Gases

O processo de transferência de energia em O processo de transferência de energia em um ventilador, pela equação da energia. um ventilador, pela equação da energia.

Se 1 e 2 representam, respectivamente, as Se 1 e 2 representam, respectivamente, as seções de entrada e saída do ventilador seções de entrada e saída do ventilador (bocas de sucção e descarga), a energia (bocas de sucção e descarga), a energia específica transferida ao gás é dada por :específica transferida ao gás é dada por :

2

1vdp

g1

g2VV

gmW e21

21

22útil

2

1vdp

g1

g2VV

gmW e21

21

22útil

O Trabalho de Compressão de O Trabalho de Compressão de GasesGases

Se o processo que ocorre no ventilador Se o processo que ocorre no ventilador é adiabático, então : é adiabático, então :


A equação pode ser escrita como : A equação pode ser escrita como :

ou, se o gás é perfeito (pv = RT), ou, se o gás é perfeito (pv = RT),


Em termos de variação de massa Em termos de variação de massa específica, a equação fica:específica, a equação fica:

112TR

1kk

g1

g2VV

gmW

1k

121

22útil

Na maioria dos casos, VNa maioria dos casos, V11 = V = V22 : :

Variação de pressãoVariação de pressão

Variação de pressão Variação de pressão que ocorre em um que ocorre em um sistema de ventilação, sistema de ventilação, excluindo a ação do excluindo a ação do ventilador, isto é, sem ventilador, isto é, sem a transferência de a transferência de energia mecânica ao energia mecânica ao escoamento:escoamento:

Variação de pressãoVariação de pressão Supondo:Supondo:

• perda de carga desprezível;perda de carga desprezível;• expansão súbita;expansão súbita;• A2>>A1:A2>>A1:

A expansão brusca é uma idealização de uma A expansão brusca é uma idealização de uma compressão adiabática. Como conseqüência, a compressão adiabática. Como conseqüência, a variação de pressão resultante deste processo variação de pressão resultante deste processo imporá uma variação máxima da densidade. imporá uma variação máxima da densidade.

Variação de pressãoVariação de pressão Valores diversos de energia específica para um Valores diversos de energia específica para um

escoamento de ar à pressão e temperatura de referência: escoamento de ar à pressão e temperatura de referência: (1 atm, 20(1 atm, 20ooC, R=29,27 kgfC, R=29,27 kgfm/kgm/kgK, k= 1,4) K, k= 1,4)

[mmH[mmH22O]O]

VV11

[m/s] [m/s] ((//))máxmáx

[%][%]

5050 28,628,6 0,320,32100100 40,540,5 0,670,67500500 90,590,5 3,403,40

Máxima variação de pressãoMáxima variação de pressão

Este procedimento visa Este procedimento visa quantificar a variação quantificar a variação máxima de densidade de máxima de densidade de um escoamento de gás um escoamento de gás através do ventilador através do ventilador quando a energia quando a energia específica ( ) é específica ( ) é transferida ou quando um transferida ou quando um escoamento em um escoamento em um sistema de ventilação é sistema de ventilação é desacelerado de V1 até a desacelerado de V1 até a estagnação (V2=0). estagnação (V2=0).

1

V1, p1

2

V2= 0p2

Expansão súbita, escoamento ideal (Z = 0), compressão adiabática

Pressão TotalPressão Total A quantidade de energia específica que o ventilador A quantidade de energia específica que o ventilador

transfere ao fluido de trabalho, sob certas condições transfere ao fluido de trabalho, sob certas condições de referência, é denominada dede referência, é denominada de pressão total. pressão total.

A pressão total, por definição, é a soma da pressão A pressão total, por definição, é a soma da pressão manométrica na saída do ventilador com a pressão manométrica na saída do ventilador com a pressão dinâmica também na seção de descarga do dinâmica também na seção de descarga do ventilador, expressa em comprimento de coluna de ventilador, expressa em comprimento de coluna de água (milímetro ou metro, mmH2O ou mH2O), ou água (milímetro ou metro, mmH2O ou mH2O), ou em Pa.em Pa.

Curvas CaracterísticasCurvas Características

Curvas características de desempenho para um ventilador axialCurvas características de desempenho para um ventilador axial

Leis dos VentiladoresLeis dos Ventiladores Volume de ar:Volume de ar:

Pressão Estática:Pressão Estática:

Potência:Potência:

Aplicação das Leis dos Aplicação das Leis dos VentiladoresVentiladores

Ensaio Ensaio realizado a realizado a 1.750 rpm e 1.750 rpm e convertido convertido para 2.625 para 2.625 rpm.rpm.

Variação do TamanhoVariação do Tamanho Para ventiladores geometricamente Para ventiladores geometricamente

semelhantes, valem as leis:semelhantes, valem as leis:

Volume : Volume :

Pressões : Pressões :

Potência : Potência :

Variação do TamanhoVariação do Tamanho Aplicação Aplicação

das leis para das leis para variação do variação do tamanho de tamanho de máquinas máquinas geometricageometricamente mente semelhantessemelhantes. .

Variação da DensidadeVariação da Densidade

Volume: Volume:

Pressões: Pressões:

Potência:Potência:

Variação da DensidadeVariação da Densidade

Aplicação das leis Aplicação das leis dos ventiladores dos ventiladores para máquinas para máquinas geometricamente geometricamente semelhantes e com semelhantes e com variação na variação na densidade.densidade.

EficiênciaEficiência

Eficiência média aproximada dos Eficiência média aproximada dos ventiladores centrífugos, conforme o ventiladores centrífugos, conforme o

tipo do rotor.tipo do rotor.

Variação do Ângulo das Variação do Ângulo das PásPás

VentiladorVentiladores Axiais es Axiais com com ângulo de ângulo de pás pás variávelvariável

Ventilador Ventilador Air FoilAir FoilVariação da vazão produzida por um ventilador Variação da vazão produzida por um ventilador

air foilair foil, em função da largura das pás., em função da largura das pás.

Ventilador CentrífugoVentilador CentrífugoProjeto da voluta (caracol) de um Projeto da voluta (caracol) de um

ventilador centrífugo.ventilador centrífugo.

Ensaio de VentiladoresEnsaio de Ventiladores Objetivo: Objetivo:

Levantar Levantar as curvas as curvas característcaracterísticas dos icas dos ventiladorventiladoreses

Ensaio de DesempenhoEnsaio de DesempenhoVALORES MEDIDOS:VALORES MEDIDOS:

TbsTbs Temperatura de bulbo seco Temperatura de bulbo seco [ oC ][ oC ] TbuTbu Temperatura de bulbo úmido Temperatura de bulbo úmido [ oC ][ oC ] PatmPatm Pressão atmosférica Pressão atmosférica [mmHg][mmHg] T1T1 Temp. do ar que entra no vent.Temp. do ar que entra no vent. [ oC ] [ oC ] TbTb Temp. do ar que entra nos bocaisTemp. do ar que entra nos bocais [ oC ] [ oC ] T2T2 Temp. do ar que sai do ventiladorTemp. do ar que sai do ventilador [ oC ][ oC ] NN Rotação do rotorRotação do rotor [ rpm ] [ rpm ] PP Potência elétrica no motor Potência elétrica no motor [W ] [W ] Q1Q1 Vazão de ar nas condições de entr. Vazão de ar nas condições de entr. [ m3/h ] [ m3/h ] P1P1 Pressão estática na entradaPressão estática na entrada [Pa][Pa] P2P2 Pressão estática na saídaPressão estática na saída [Pa][Pa]

Câmaras de bocais – Norma Câmaras de bocais – Norma ISO5801ISO5801

Ensaios em Câmara de Ensaios em Câmara de BocaisBocais

Definidos pela Norma ISO 5801Definidos pela Norma ISO 5801

Ensaio em DutoEnsaio em Duto Ventilador recalcando em dutoVentilador recalcando em duto

Ensaio em DutoEnsaio em DutoMapeamento de velocidades com o tubo de PitotMapeamento de velocidades com o tubo de Pitot

Ensaios RealizadosEnsaios Realizados

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