pronto- ventilador axial - relatório i

7/27/2019 PRONTO- Ventilador axial - Relatrio I

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS

FACULDADE DE ENGENHARIAS

CURSO DE ENGENHARIA DE ENERGIA

MQUINAS DE FLUIDOS

VENTILADOR AXIAL

DOURADOS-MS

7 DE DEZEMBRO DE 2012


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Brbara Lanzarini Bambil

Csar Augusto Gomes de Souza

Jssica Beatriz Olivi

Leonardo Freire Marques

VENTILADOR AXIAL

DOURADOS-MS

7 DE DEZEMBRO DE 2012

RELATRIO DE AULA AVALIATIVO,DESENVOLVIDO NA DISCIPLINAMQUINAS DE FLUIDOS, APLICADO

REA DE ENGENHARIA DE ENERGIA,PROPOSTO PELO PROFESSOR DR.ROBSON LEAL DA SILVA.


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1. Objetivos

Capacitao na realizao de medidas de grandezas dimensionais (m,

metro) e analisar os resultados do ponto de vista estatstico e de adequao da

instrumentao utilizada para as medidas que sero obtidas.

2. Introduo

Mquinas de fluidos so equipamentos que tanto realizam trabalho

sobre o fluido, como extraem-no (ou potncia) do fluido. Podem ser

classificadas em dois tipos: mquinas de fluidos de deslocamento positivo ou

dinmicas, na qual a transferncia de energia acompanhada por uma

mudana de volume, devido o movimento da fronteira na qual o fluido est

confinado. E as mquinas de fluxo ou turbomquinas que lidam de maneira

dinmica com o fluido direcionando-o atravs de lminas ou ps ligadas a um

elemento rotativo. Diferem das mquinas de deslocamento positivo, pois no

apresentam um volume fechado e o fluido escoa atravs dela.

Muito utilizadas na gerao de energia e em diversas aplicaes

industriais, as turbomquinas compreendem turbinas hidrulicas, vapor ou gs,

ventiladores, bombas centrifugas, turbocompressores entre outros. Seus

componentes principais so o rotor, onde acontece a transformao de energia

mecnica em energia de fluido, ou de energia de fluido em energia mecnica,

o rgo principal de uma mquina de fluxo. constitudo de certo nmero de

ps giratrias que dividem o espao em canais, por onde circula o fluido de

trabalho. E o sistema diretor, que coleta o fluido e dirigi-o para um caminho

determinado. Funo esta muitas vezes acompanhada por outra detransformador de energia.

Ventiladores so estruturas mecnicas utilizadas para converter energia

mecnica de rotao, aplicada em seus eixos, em aumento de presso do ar.

Num ventilador, a alterao na densidade entre a admisso e a descarga da

mquina to pequena que o gs pode ser considerado como um fluido

incompressvel (diferenas de presso at 10kPa ou 1000mmca).

O presente trabalho traz a anlise de um ventilador axial, mquina defluxo do tipo operatriz, ou seja, que fornece energia ao fluido; de reao, pois


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os canais constitudos pelas ps mveis do rotor tm a forma de difusores

havendo aumento, da presso do fluido que passa atravs do rotor. O termo

axial diz respeito a trajetria do fluido atravs do rotor, a qual acontece numa

direo paralela (axial) ao eixo.

Ventiladores axiais so usados para promover o escoamento de gases e

vapores e formam o grupo ao qual pertencem os ventiladores residenciais

comuns, bem como aqueles utilizados em tuneis rodovirios e ferrovirios,

minas, estaes de metro, projetos hidroeltricos, etc. Seu uso se faz sempre

que se buscam grandes vazes de ar com pequena perda de carga.

Os principais tipos de ventiladores axiais so:

Axial propulsor, os quais geram grandes vazes com baixas

presses. So de fcil construo o que resulta em custos baixos. Instalado

sem duto, geralmente empregado na ventilao geral diluidora.

Axial comum possui ampla calota central, que possibilita sua

utilizao a presses mais elevadas. frequentemente usado em ventilao de

minas subterrneas e, em algumas ocasies, em indstrias. Nesse tipo de

ventilador, a forma das ps muito importante, e eles no devem ser usados

onde haja risco de eroso e corroso.

Tubo-axial trabalha com presses maiores que o ventilador axial

propulsor, com um rendimento maior. Isto possvel devido ao rotor com ps

de melhor perfil aerodinmico e a presena do tubo axial. Para aumentar ainda

mais a eficincia, podem ser afixadas no interior do tubo axial, aletas

estabilizadoras do fluxo.

Erros e incertezas

Segundo Toginho Filho e Andrello (2009) um dos princpios bsicos dafsica diz: No se pode medir uma grandeza fsica com preciso absoluta, ou

seja, qualquer medio, por mais bem feita que seja, sempre aproximada.

De acordo com o princpio descrito no pargrafo anterior, o valor medido

nunca representa o valor verdadeiro da grandeza, pois este nunca conhecido

com total certeza. Quando este resultado (nmero e unidade) vai ser aplicado

ou registrado necessrio saber com que confiana se pode dizer que o

nmero obtido representa a grandeza fsica. O valor medido ou o resultadodeve ser expresso com a incerteza da medida, utilizando uma representao


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em uma linguagem universal, fazendo com que seja compreensvel a outras

pessoas.

Os erros podem ser classificados em dois grandes grupos: erros

sistemticos ou erros aleatrios

Os erros sistemticos so aqueles que resultam das discrepncias

observacionais persistentes, tais como erros de paralaxe. Os erros sistemticos

ocorrem principalmente em experimentos que esto sujeitos a mudanas de

temperatura, presso e umidade. Estas mudanas esto relacionadas a

condies ambientais.

Os erros sistemticos podem e devem ser eliminados ou minimizados

pelo experimentador. Isso pode ser feito, observando se os instrumentos esto

corretamente ajustados e calibrados, e ainda se esto sendo usados de forma

correta na interligao com outros instrumentos, na montagem experimental.

Existe um limite abaixo do qual no possvel reduzir o erro sistemtico

de uma medio. Um destes erros o de calibrao, diretamente associado ao

instrumento com o qual se faz a medio. Este tipo de erro tambm chamado

erro sistemtico residual.

Geralmente, o erro de calibrao (residual) vem indicado no instrumento

ou manual, pelo fabricante; o limite dentro do qual o fabricante garante os

erros do instrumento.

Os erros aleatrios (ou estatsticos) so aqueles que ainda existem

mesmo quando todas as discrepncias sistemticas num processo de

mensurao so minimizadas, balanceadas ou corrigidas. Os erros aleatrios

jamais podem ser eliminados por completo.

3. Metodologia

3.1. Materiais

Os equipamentos da FIGURA 1 foram utilizados para aferir as

medidas do experimento de ventilador axial. Como pode ser visualizado esto

enumerados: (1) Temo - Higrmetro Digital HT-600, (2) Tacmetro digital TD-

812, (3) Termo- Higro- Barmetro digital da Lutron, (4) Trena de bolso T34-5 (5)

Termo- Higro- Anemmetro digital THAB-500, (6) Cronmetro da Instrutherm e

(7)Wattmetro digital porttil WD-950.


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FIGURA 1. Equipamentos de aferio de dados do experimento.

Segue na Tabela 1 as especificaes dos equipamento utilizados paramedio das grandezas. O ventilador axial de mesa utilizado como a mquinade fluxo do experimento, Ventilador da Loren Sid, dimetro da p 45 cm,modelo: Turbo M2 PT 3 ps e potncia de 60 W. Foi utilizado um tnel devento com comprimento de 3m e dimetro de 60 cm.

TABELA 1. Equipamentos utilizados para realizar medidas.


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As medidas das grandezas que influenciam no ambiente onde foi

realizado o experimento esto listadas na Tabela 2.

TABELA 2. Grandezas de influncia no ambiente

Na FIGURA 2, mostra o esquema do aparato experimental usado, quesegue as especificaes da metodologia do INMETRO (2011) para

determinao da eficincia energtica, com a alterao no nmero de pontos

de coleta dos dados de velocidade na sada do tnel.

FIGURA 2. Aparato experimental. (INMETRO, 2011).

3.2. Etapas

Antes de iniciar o experimento foi necessrio deixar o ventilador ligado

por um tempo maior ou igual a 10 minutos para que se adquirisse o regime

permanente do escoamento. Atravs do termo-higro-barmetro, trs grandezas

puderam ser aferidas: presso (hPa), temperatura (C) e umidade relativa (%)

ambiente, antes e depois da realizao do experimento.


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FIGURA 4. Entrada do tnel de vento.

3.3. Memorial de clculo

No programa computacional EXCEL (2007) foram calculados os valores

mdios e os desvios padres das medidas registradas durante o experimento.

O resultado de uma srie de Nmedies pode ser escrito como em (1).

Conforme a referncia HENN (2006) que estabelece o clculo da vazo

mssica do rotor para uma mquina de fluxo axial est expresso em (2).

[ ]


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: vazo mssica do rotor (kg/s): velocidade meridional absoluta aps o rotor (m/s): dimetro externo (m)

: dimetro interno (m)

: massa especfica do ar.Segundo FOX et al. (2010) o nmero adimensional de Reynolds

determinado como na equao (3).

: viscosidade dinmica do ar a 34,3C (307,3K), 1.88.10-5 N.s/m2(INCROPERA, et al., 2006)

A equao de Bernoulli foi utilizada para calcular a perda de carga no

escoamento, a equao (4) pode ser obtida segundo FOX et al. (2007).

: perda de carga, em J;: velocidade na sada do tnel, em m/s.

Segundo o Henn (2006) a velocidade tangencial calculada por Eq. (5),

a energia de presso esttica calculada pela equao (6), a energia

especfica de presso dinmica ou de velocidade (7), o trabalho especficofornecido pelas ps do rotor (8) e energia disponvel pelo fluido na entrada da

mquina (9)

: velocidade angular, rad/s;: raio interno do rotor, m.


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: energia de presso esttica, em J/kg;

: velocidade tangencial de um ponto na entrada do rotor, em m/s;: velocidade tangencial de um ponto situado na entrada do rotor, em m/s;: velocidade relativa de uma partcula fluida na entrada do rotor, em m/s;: velocidade relativa de uma partcula fluida na entrada do rotor, em m/s;

: energia especfica de presso dinmica ou de velocidade, J/kg;: velocidade absoluta de uma partcula fluida na sada do rotor, em m/s;: velocidade absoluta de uma partcula fluida na entrada do rotor, em m/s.

: salto energtico ou trabalho especfico fornecido pelas ps do rotor aofluido, em J/kg;: componente tangencial da velocidade absoluta para a sada do rotor, emm/s;

: componente tangencial da velocidade absoluta para a entrada do rotor, emm/s.

: energia disponvel pelo fluido na entrada da mquina, J/kg: energia especfica referente s perdas hidrulicas.

O coeficiente de presso pode ser obtido por Eq. (10) e o coeficiente de

vazo por (11).


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: coeficiente de presso, adimensional;

: salto energtico especfico, J/kg;

: coeficiente de vazo, adimensional;: vazo da mquina, em m3/s.

O raio mdio foi calculado atravs da Eq. (12). (ANDRADE e LEAL da

SILVA, 2012).

: raio externo, em m;

: raio interno, em m.Considerou-se o ar como gs ideal, assim foi obtido a massa especfica

atravs da Eq. (13).

: presso local, aferida pelo barmetro, em hPa: massa especfica do ar a 34,3C (307,3 K), considerando-o como um gsideal, 1.086001376 kg/m3;

R: constante dos gases ideais, 287 J/kmolK (ANDRADE e LEAL da SILVA,

2012).

A potncia ativa foi calcula atravs da Eq. (14).


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: potncia ativa, em W;: diferena de potencial, em V;: corrente, em A.

Segundo Andrade e Leal da Silva (2012), a potncia de escoamento do

ventilador foi dado por Eq. (15).

O clculo da eficincia global do ventilador () dado por (16).

Segundo Toginho Filho e Andrello (2009) a incerteza padro da

grandeza de sada dada pela Eq. (17).

()

() ()

Consideraes

Segundo Henn (2006) para rotores axiais ou tangenciais, u4=u5, pois o

fluxo entra e sai na mesma direo.

Para condies ideais Cm4=Cm5 =C4 em mquinas axiais de fluxogeradoras, porem para as condies reais deste experimento foi considerado

Cm4 Cm5, sendo 4= 90 e 5 = 13 (medido na sada do rotor). Segue abaixo

a FIGURA 5 representando esquematicamente os tringulos de velocidade.


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FIGURA 5. Tringulos de velocidade.

4. Resultados e Discusses

As tabelas abaixo apresentam as grandezas de interesse obtidas no

experimento, registradas (TABELA 3) e calculadas (TABELA 4).


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Antes do

rotor

Depois do

rotor

Sada do

tnel

Rotao 1

(rpm) Corrente 1 (A)

Antes do

rotor

Depois do

rotor

Sada do

tnel

Rotao 2


Antes do

rotor

Depois do

rotor

Sada do

tnel

Rotao 3

(rpm)

Corrente 3

(A)

1 0,30,0378 1,90,1163 0,60,0258 373,82,5908 0,52960,0030 0,50,0458 30,1454 10,0516 562,42,6957 0,67950,0029 0,80,0458 3,90,2131 1,50,1356 723,53,9641 0,7770,0029

2 0,40,0378 1,70,1163 0,60,0258 377,22,5908 0,52940,0030 0,60,0458 3,130,1454 1,10,0516 563,32,6957 0,68010,0029 0,80,0458 3,60,2131 1,10,1356 721,23,9641 0,7740,0029

3 0,30,0378 1,90,1163 0,60,0258 374,32,5908 0,52870,0030 0,60,0458 3,130,1454 1,20,0516 559,82,6957 0,68010,0029 0,80,0458 3,80,2131 1,40,1356 727,53,9641 0,7750,0029

4 0,30,0378 1,80,1163 0,60,0258 370,52,5908 0,52630,0030 0,60,0458 2,830,1454 1,10,0516 559,12,6957 0,68090,0029 0,70,0458 3,30,2131 1,50,1356 7213,9641 0,7750,0029

5 0,30,0378 1,90,1163 0,60,0258 3692,5908 0,52030,0030 0,60,0458 3,130,1454 1,10,0516 562,22,6957 0,68070,0029 0,80,0458 3,70,2131 1,50,1356 727,13,9641 0,7740,0029

6 0,30,0378 1,90,1163 0,60,0258 369,12,5908 0,52540,0030 0,60,0458 2,630,1454 1,10,0516 5642,6957 0,67980,0029 0,80,0458 3,60,2131 1,50,1356 716,93,9641 0,7740,0029

7 0,30,0378 20,1163 0,60,0258 373,62,5908 0,52090,0030 0,60,0458 30,1454 1,10,0516 564,82,6957 0,67960,0029 0,70,0458 3,90,2131 1,40,1356 719,23,9641 0,7730,0029

8 0,30,0378 20,1163 0,60,0258 373,12,5908 0,52340,0030 0,60,0458 2,90,1454 1,10,0516 564,82,6957 0,68080,0029 0,80,0458 40,2131 1,50,1356 716,23,9641 0,7740,0029

9 0,30,0378 20,1163 0,60,0258 374,22,5908 0,52290,0030 0,70,0458 30,1454 1,20,0516 561,52,6957 0,68090,0029 0,80,0458 40,2131 1,50,1356 720,33,9641 0,7750,0029

10 0,30,0378 20,1163 0,60,0258 371,32,5908 0,52150,0030 0,60,0458 2,90,1454 1,10,0516 566,52,6957 0,680,0029 0,80,0458 40,2131 1,40,1356 712,73,9641 0,7740,0029

11 0,30,0378 1,80,1163 0,70,0258 3702,5908 0,52460,0030 0,60,0458 2,80,1454 1,10,0516 567,92,6957 0,67140,0029 0,70,0458 3,90,2131 1,60,1356 720,23,9641 0,7750,002912 0,30,0378 20,1163 0,60,0258 3692,5908 0,52290,0030 0,60,0458 2,80,1454 1,10,0516 563,72,6957 0,67610,0029 0,80,0458 40,2131 1,70,1356 723,63,9641 0,7750,0029

13 0,30,0378 2,10,1163 0,60,0258 369,62,5908 0,52320,0030 0,60,0458 30,1454 1,10,0516 567,12,6957 0,67840,0029 0,70,0458 4,10,2131 1,60,1356 7223,9641 0,7640,0029

14 0,20,0378 1,90,1163 0,60,0258 368,92,5908 0,52360,0030 0,60,0458 2,90,1454 1,10,0516 566,82,6957 0,67290,0029 0,80,0458 40,2131 1,60,1356 7243,9641 0,7720,0029

15 0,30,0378 1,70,1163 0,60,0258 3702,5908 0,52260,0030 0,50,0458 3,10,1454 1,20,0516 566,72,6957 0,67820,0029 0,80,0458 3,80,2131 1,50,1356 723,33,9641 0,7730,0029

Mdia 0,30 1,91 0,61 371,57 0,5244 0,59 2,94 1,11 564,04 0,6786 0,77 3,84 1,49 721,25 0,7736

D. P. 0,0378 0,1163 0,0258 2,5908 0,0030 0,0458 0,1454 0,0516 2,6957 0,0029 0,0458 0,2131 0,1356 3,9641 0,0029

Antes do

rotor

Depois do

rotor

Sada do

tnel

Rotao 4


Antes do

rotor

Depois do

rotor

Sada do

tnel

Rotao 5


Antes do

rotor

Depois do

rotor

Sada do

tnel

Rotao 6

(rpm)

Corrente 6

(A)

1 10,0507 4,30,1352 1,90,0834 883,94,0766 0,8530,0029 1,10,0632 5,70,1839 2,40,1033 10545,5403 0,930,0016 1,50,0743 6,70,2320 2,70,0676 12573,6095 1,0640,0030

2 10,0507 4,70,1352 20,0834 8784,0766 0,8540,0029 1,20,0632 6,10,1839 2,50,1033 10425,5403 0,930,0016 1,60,0743 6,70,2320 2,80,0676 12573,6095 1,0650,0030

3 10,0507 4,60,1352 1,90,0834 881,74,0766 0,8580,0029 1,20,0632 5,80,1839 2,50,1033 10465,5403 0,9270,0016 1,60,0743 6,90,2320 2,80,0676 12573,6095 1,0610,0030

4 10,0507 4,70,1352 1,90,0834 879,84,0766 0,8530,0029 1,10,0632 6,10,1839 2,60,1033 10405,5403 0,9250,0016 1,70,0743 6,80,2320 2,80,0676 12553,6095 1,0620,0030

5 1,10,0507 4,30,1352 20,0834 883,34,0766 0,8540,0029 1,20,0632 5,90,1839 2,40,1033 10395,5403 0,9270,0016 1,60,0743 6,80,2320 2,90,0676 12583,6095 1,060,0030

6 1,10,0507 4,40,1352 20,0834 885,44,0766 0,8530,0029 1,20,0632 5,60,1839 2,50,1033 10425,5403 0,9290,0016 1,60,0743 7,30,2320 2,70,0676 12463,6095 1,0570,0030

7 1,10,0507 4,60,1352 1,90,0834 8844,0766 0,8510,0029 1,10,0632 5,50,1839 2,40,1033 10395,5403 0,9290,0016 1,60,0743 7,30,2320 2,80,0676 12503,6095 1,0590,0030

8 1,10,0507 4,60,1352 20,0834 875,34,0766 0,8510,0029 1,20,0632 5,90,1839 2,20,1033 10425,5403 0,930,0016 1,50,0743 7,30,2320 2,80,0676 12483,6095 1,0530,0030

9 10,0507 4,70,1352 20,0834 872,74,0766 0,8520,0029 1,10,0632 5,80,1839 2,30,1033 10545,5403 0,9270,0016 1,70,0743 7,30,2320 2,70,0676 12573,6095 1,0580,0030

10 10,0507 4,50,1352 1,80,0834 876,44,0766 0,850,0029 1,10,0632 5,70,1839 2,40,1033 10535,5403 0,9270,0016 1,70,0743 70,2320 2,80,0676 12533,6095 1,0570,0030

11 1,10,0507 4,60,1352 1,80,0834 8724,0766 0,8480,0029 1,20,0632 6,10,1839 2,50,1033 10485,5403 0,9280,0016 1,60,0743 7,10,2320 2,90,0676 12523,6095 1,0570,0030

12 1,10,0507 4,50,1352 1,80,0834 879,24,0766 0,8490,0029 1,20,0632 5,90,1839 2,30,1033 10505,5403 0,9270,0016 1,50,0743 7,20,2320 2,80,0676 12523,6095 1,0590,0030

13 10,0507 4,60,1352 20,0834 880,24,0766 0,8490,0029 1,10,0632 60,1839 2,30,1033 10475,5403 0,9270,0016 1,70,0743 7,20,2320 2,70,0676 12563,6095 1,060,0030

14 10,0507 4,60,1352 1,80,0834 879,94,0766 0,8570,0029 10,0632 60,1839 2,40,1033 10485,5403 0,9310,0016 1,70,0743 7,30,2320 2,70,0676 12543,6095 1,0590,0030

15 10,0507 4,70,1352 1,90,0834 8824,0766 0,8550,0029 1,10,0632 5,90,1839 2,40,1033 10395,5403 0,9280,0016 1,60,0743 7,10,2320 2,80,0676 12553,6095 1,0610,0030

Mdia 1,04 4,56 1,91 879,59 0,8525 1,14 5,87 2,41 1045,53 0,9281 1,61 7,07 2,78 1253,80 1,0595

D. P. 0,0507 0,1352 0,0834 4,0766 0,0029 0,0632 0,1839 0,1033 5,5403 0,0016 0,0743 0,2320 0,0676 3,6095 0,0030

TABELA 3. Grandezas registradas durante o experime nto

Velocidade na potncia 6 (m/s)

Velocidade na potncia 1 (m/s) Velocidade na potncia 2 (m/s) Velocidade na potncia 3 (m/s)

V elocidade na potncia 4 (m/s) Vel oci dade na potnci a 5 (m/s)


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TABELA 4. Grandezas calculadas a partir dos dados obtidos

experimentalmente e seus respectivos erros.

A partir dos dados obtidos foram plotados os grficos a seguir paradeterminao das curvas caractersticas do escoamento.

FIGURA 6. Vazo mssica versus rotao.

O aumento da rotao implica no aumento da velocidade angular ()que est intimamente relacionada a velocidade tangencial () do fluidoconforme eq. (5), o aumento da velocidade tangencial aumenta a velocidade

absoluta () e consequentemente a componente meridional da mesma (valoraferido), logo como a vazo mssica funo de eq. (2) o aumento darotao implica no aumento da vazo mssica (FIGURA 6).

Potncia 1 Potncia 2 Potncia 3 Potncia 4 Potncia 5 Potncia 6

Vazo mssica (Kg/s) 0,31190,0161 0,48020,0201 0,62710,0295 0,74470,0187 0,95870,0255 1,15470,0321

Perda de Carga (J) 1,6380,1191 3,705750,1546 6,262750,2526 8,572750,1589 14,32440,2109 21,128250,2416

Reynolds 3,81E+6514,57 5,86E+61029,1436 7,65E+62701,94 9,09E+61661,72 1,17E+72058,29 1,41E+71347,47

Y_din (J/kg) 54,9890,1223 129,4740,1524 219,2160,2180 312,1390,1444 502,4900,1944 727,4570,2436

Y_est (J/kg) 31,9120,1223 80,7750,1524 137,5420,2180 193,2110,1444 323,2710,1944 468,8420,2436

Y (Trabalho Especfico) [J/Kg] 21,0760,2929 49,0960,3092 81,6710,4546 118,9060,4520 179,1870,6143 258,620,4210

Coeficiente de Presso () 10,10093591 10,21127852 10,3884954 10,16949318 10,84638186 10,88502356

Coeficiente de Vazo () 0,000150409 0,000152519 0,000155788 0,000151695 0,000164281 0,000164997

Potencia_p (W) 6,574492616 23,57357462 51,21883508 88,5522518 171,7817176 298,5956664

Y_real (J/kg) 15,82533052 41,3781102 71,68444461 107,3943705 164,2450963 240,3035802

Rendimento (%) 23,76430048 48,01047577 72,96334614 99,1974229 139,3408068 178,5949699


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FIGURA 7. Diagrama de perda de carga distribuda versus rotao.

O aumento da rotao implicou no aumento da velocidade absoluta do

escoamento, o que implica numa perda maior de energia do fluido por atrito

com o tnel, assim caracterizando um aumento exponencial da perda de carga

com o aumento da rotao (FIGURA 7).

FIGURA 8. Diagrama de Reynolds versus rotao.


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FIGURA 9. Diagrama de Reynolds versus perda de carga distribuda.

FIGURA 10. Diagrama de Reynolds versus vazo mssica.

Uma vez que o nmero adimensional de Reynolds eq. (3) diretamente

proporcional a velocidade meridional absoluta do escoamento, o aumento da

rotao implica no aumento de Reynolds (FIGURA 8) e por seguinte, vazo

mssica tambm aumenta com a rotao (FIGURA 10), logo, Reynolds

aumenta com o aumento da mesma tambm.

O nmero de Reynolds descreve o comportamento (laminar ou

turbulento) de um escoamento. O aumento deste significa um aumento da

turbulncia no escoamento e por conseguinte na perda de carga, desde que os


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demais parmetros (rugosidade, massa especfica e viscosidade dinmica) no

variem, conforme FIGURA 9.

FIGURA 11. Diagrama de presso esttica versus rotao.

FIGURA 12. Diagrama de presso dinmica versus rotao.


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FIGURA 13. Diagrama de presso total versus rotao.

As FIGURAS 11, 12 e 13 apresentam o aumento da energia de presso

do fluido, como esta est ligada ao aumento das velocidades componentes no

tringulo de velocidades e estas ao aumento da rotao, o crescimento desta

ltima, acarreta no aumento da energia de presso do fluido.

FIGURA 14. Diagrama de trabalho especfico versus vazo mssica.

O aumento da vazo mssica, como mostrado anteriormente decorre do

aumento na velocidade, bem como, o trabalho especfico, uma vez que o

ventilador uma mquina geradora que tem como funo transferir energia aofluido (FIGURA 14).


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FIGURA 15. Diagrama potncia ativa versus vazo mssica.

FIGURA 16. Diagrama potncia do escoamento versus vazo mssica.

As potncias ativa e do escoamento tendem a aumentar com o aumento

da vazo mssica, como pode ser visualizado nas Figuras 15 e 16, uma vez

que para aumentar a vazo mssica necessrio o aumento de trabalho

cedido ao rotor (potncia ativa), logo o mesmo acontece com a potncia do

escoamento que esta relacionada ao fluxo de massa.


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FIGURA 17. Diagrama de eficincia versus vazo mssica.

Valor da eficincia no condiz com a realidade, uma vez que uma

mquina real no pode ter eficincia maior ou igual a 100% (segunda lei da

termodinmica). A Figura 17 representa o diagrama de eficincia versus a

vazo mssica, onde pode ser visualizado erros sistemticos do experimento.

Erro este devido ao experimento no atender aos requisitos de escoamento

ideal. A aferio da velocidade de descarga do tnel de vento foi aferida em umponto na sada do tnel de vento, e um ponto no representa a velocidade real

do escoamento.

FIGURA 18. Diagrama de coeficiente de vazo versus coeficiente de presso.


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Valor do coeficiente de vazo e de presso ajustado por um polinmio

de grau 2, com ajuste igual a 1, assim mostrando um comportamento descrito

pelo polinmio mostrado na FIGURA 18.

5. Concluses

A partir do experimento realizado foi possvel observar que diferentes

velocidades de rotao (crescentes) do ventilador axial (mquina de fluxo

geradora) proporcionam o aumento de grande parte das grandezas

caractersticas do escoamento, visto que o comportamento destas est ligado

as componentes (tangencial, absoluta e relativa) do tringulo de velocidades.

Para a eficincia da mquina de fluxo foram encontrados valores acima

de 100%, valores estes impossveis uma vez que conforme a segunda lei da

termodinmica nenhuma mquina real pode ter valor de eficincia igual a

100%. Discrepncia esta que pode ser explicado por erros de medio das

grandezas de velocidades no fim do tnel, uma vez que foi medido apenas um

nico ponto, e este no descreve o valor de velocidade real do escoamento,

no o caracterizando, sendo assim no sendo possvel encontrar o valor real

da potncia do escoamento.

6. Referncias Bibliogrficas

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metodologias. Enepe, Dourados, n. , p.1-17, 2012.

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pronto- ventilador axial - relatório i

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