Curso de Curso de VentiladoresVentiladoresCentro de Metrologia de Centro de Metrologia de
FluidosFluidos
IPTIPT
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
Ventiladores AxiaisVentiladores Axiais
Tubo Tubo axialaxial
Ventiladores AxiaisVentiladores Axiais
Fluxo direcionado (Vane Fluxo direcionado (Vane axial)axial)
Ventiladores AxiaisVentiladores Axiais
Jet-fansJet-fans
Ventiladores CentrífugosVentiladores Centrífugos
Pás 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
g
1
g2
VV
gmW
e21
21
22útil
2
1vdp
g
1
g2
VV
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 :
O Trabalho de Compressão de O Trabalho de Compressão de GasesGases
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),
O Trabalho de Compressão de O Trabalho de Compressão de GasesGases
Em termos de variação de massa Em termos de variação de massa específica, a equação fica:específica, a equação fica:
11
2TR1k
k
g
1
g2VV
gmW
1k
1
21
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 0,320,32
100100 40,540,5 0,670,67
500500 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= 0
p2
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 ventiladores centrífugos, conforme
o tipo do rotor.o 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 Foil
Variação 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 Centrífugo
Projeto 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 Desempenho
VALORES 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
Ensaios RealizadosEnsaios Realizados
Ensaios RealizadosEnsaios Realizados
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