Trabalho de Ventilação Exaustora - Gabriel Funes - 48038
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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.
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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
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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.
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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;
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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
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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
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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
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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
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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
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Figura 5 Curva Caracterstica do Ventilador
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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.
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11. Referncias
Catlogos da Berlinerluft
Anotaes da aula de Sistemas Hidrulicos e Pneumticos do Prof. Fernando Torres
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12. Anexos
12.1. Anexo 1 Dados Utiliados na Planilha de Clculo
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12.2. Anexo 2 Planilha de Clculo Completa