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Curso de Ventiladores Centro de Metrologia de Fluidos IPT Prof. Márcio Nunes.

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1 Curso de Ventiladores Centro de Metrologia de Fluidos IPT Prof. Márcio Nunes

2 Tipos de Ventiladores Categorias: Categorias: o Axiais o Centrífugos o Axial-centrífugo o Ventiladores de teto o Sopradores de fluxo misto o Ventiladores regenerativos (Vórtex)

3 Ventiladores Axiais Hélice Hélice

4 Ventiladores Axiais Tubo axial

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

6 Ventiladores Axiais Jet-fans

7 Ventiladores Centrífugos Pás perfiladas (Air Foil)

8 Ventiladores Centrífugos Pás retas Pás retas Sirocco Sirocco (pás para frente)

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

10 Ventiladores de Fluxo Misto O escoamento no interior da carcaça passa a 45 o O escoamento no interior da carcaça passa a 45 o

11 Ventiladores Centrífugos Carcaça: Carcaça: em forma de voluta (caracol)

12 Ventiladores Vórtex

13 O Trabalho de Compressão de Gases O processo de transferência de energia em um ventilador, pela equação da energia. O processo de transferência de energia em um ventilador, pela equação da energia. Se 1 e 2 representam, respectivamente, as seções de entrada e saída do ventilador (bocas de sucção e descarga), a energia específica transferida ao gás é dada por : Se 1 e 2 representam, respectivamente, as seções de entrada e saída do ventilador (bocas de sucção e descarga), a energia específica transferida ao gás é dada por :

14 O Trabalho de Compressão de Gases Se o processo que ocorre no ventilador é adiabático, então : Se o processo que ocorre no ventilador é adiabático, então :

15 O Trabalho de Compressão de Gases 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),

16 O Trabalho de Compressão de Gases Em termos de variação de massa específica, a equação fica: Em termos de variação de massa específica, a equação fica: Na maioria dos casos, V 1 = V 2 : Na maioria dos casos, V 1 = V 2 :

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

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

19 Variação de pressão Valores diversos de energia específica para um escoamento de ar à pressão e temperatura de referência: Valores diversos de energia específica para um escoamento de ar à pressão e temperatura de referência: (1 atm, 20 o C, R=29,27 kgf m/kg K, k= 1,4) [mmH 2 O] V 1 [m/s] ( / ) máx [%] 5028,60, ,50, ,53,40

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

21 Pressão Total A quantidade de energia específica que o ventilador transfere ao fluido de trabalho, sob certas condições de referência, é denominada de pressão total. A pressão total, por definição, é a soma da pressão manométrica na saída do ventilador com a pressão dinâmica também na seção de descarga do ventilador, expressa em comprimento de coluna de água (milímetro ou metro, mmH2O ou mH2O), ou em Pa.

22 Curvas Características Curvas características de desempenho para um ventilador axial Curvas características de desempenho para um ventilador axial

23 Leis dos Ventiladores Volume de ar: Volume de ar: Pressão Estática: Pressão Estática: Potência: Potência:

24 Aplicação das Leis dos Ventiladores Ensaio realizado a rpm e convertido para rpm. Ensaio realizado a rpm e convertido para rpm.

25 Variação do Tamanho Para ventiladores geometricamente semelhantes, valem as leis: Para ventiladores geometricamente semelhantes, valem as leis: Volume : Volume : Pressões : Pressões : Potência : Potência :

26 Variação do Tamanho Aplicação das leis para variação do tamanho de máquinas geometricame nte semelhantes. Aplicação das leis para variação do tamanho de máquinas geometricame nte semelhantes.

27 Variação da Densidade Volume: Volume: Pressões: Pressões: Potência: Potência:

28 Variação da Densidade Aplicação das leis dos ventiladores para máquinas geometricamente semelhantes e com variação na densidade. Aplicação das leis dos ventiladores para máquinas geometricamente semelhantes e com variação na densidade.

29 Eficiência Eficiência média aproximada dos ventiladores centrífugos, conforme o tipo do rotor.

30 Variação do Ângulo das Pás Ventiladores Axiais com ângulo de pás variável Ventiladores Axiais com ângulo de pás variável

31 Ventilador Air Foil Variação da vazão produzida por um ventilador air foil, em função da largura das pás.

32 Ventilador Centrífugo Projeto da voluta (caracol) de um ventilador centrífugo.

33 Ensaio de Ventiladores Objetivo: Objetivo: Levantar as curvas características dos ventiladores

34 Ensaio de Desempenho VALORES MEDIDOS: TbsTemperatura de bulbo seco [ oC ] TbsTemperatura de bulbo seco [ oC ] TbuTemperatura de bulbo úmido [ oC ] TbuTemperatura de bulbo úmido [ oC ] PatmPressão atmosférica [mmHg] PatmPressão atmosférica [mmHg] T1Temp. do ar que entra no vent.[ oC ] T1Temp. do ar que entra no vent.[ oC ] TbTemp. do ar que entra nos bocais[ oC ] TbTemp. do ar que entra nos bocais[ oC ] T2Temp. do ar que sai do ventilador[ oC ] T2Temp. do ar que sai do ventilador[ oC ] NRotação do rotor [ rpm ] NRotação do rotor [ rpm ] PPotência elétrica no motor [W ] PPotência elétrica no motor [W ] Q1Vazão de ar nas condições de entr. [ m3/h ] Q1Vazão de ar nas condições de entr. [ m3/h ] P1Pressão estática na entrada[Pa] P1Pressão estática na entrada[Pa] P2Pressão estática na saída[Pa] P2Pressão estática na saída[Pa]

35 Câmaras de bocais – Norma ISO5801

36 Ensaios em Câmara de Bocais Definidos pela Norma ISO 5801 Definidos pela Norma ISO 5801

37 Ensaio em Duto Ventilador recalcando em duto Ventilador recalcando em duto

38 Ensaio em Duto Mapeamento de velocidades com o tubo de Pitot

39 Ensaios Realizados

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