UNIDADE 01 -DUTOS DE VENTILAÇÃO - DIMENSIONAMENTO E APLICAÇÕES

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Prof. Me. Augusto César R. Araújo
UNIDADE 01 –DUTOS DE 
VENTILAÇÃO - DIMENSIONAMENTO
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 DISTRIBUIÇÃO DE AR E REDE DE DUTOS
 SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 CHAPAS PARA CONSTRUÇÃO DE DUTOS
 DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
UNIDADE 01 –DUTOS DE 
VENTILAÇÃO - DIMENSIONAMENTO
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DISTRIBUIÇÃO DE AR E 
REDE DE DUTOS
DISTRIBUIÇÃO DE AR E REDE DE DUTOS
 A distribuição do ar é realizada através de tubulações
que tem por finalidade transportar o ar do equipamento
(ventilador) até o espaço a ser condicionado;
 As tubulações geralmente fabricadas em chapas
metálicas e denominadas de sistema de dutos ou rede de
dutos;
 É parte fundamental de projeto para lojas, shoppings,
indústria ou mesmo residências;
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DISTRIBUIÇÃO DE AR E REDE DE DUTOS
 O projeto mais simples resulta de um ventilador com sua
saída conectada a um trecho de duto e uma grelha localizada
na extremidade de saída do duto.
 O duto deve possuir o mínimo de curvas e mudanças de
seção;
 Elementos e restrições constituem resistência a ser
adicionada ao sistema, que impacta na determinação do
tamanho e potência do ventilador e respectivo motor elétrico
 Elementos e restrições: cotovelos, curvas, reduções de seção,
registros, venezianas;
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DISTRIBUIÇÃO DE AR E REDE DE DUTOS
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SISTEMAS DE 
VENTILAÇÃO
SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 ASHRAE, 2001
Ventilação é o processo de retirar ou fornecer ar por meios
naturais ou mecânicos para um recinto fechado, sendo esse
ar tratado ou não;
 NBR 16401, 2008
Ventilação é o simples processo de renovação do ar de um
recinto.
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Como a ventilação é tratada para conforto humano seu
objetivo é assegurar as condições mínimas de
salubridade e saúde de seus ocupantes, bem como o
controle da pureza e das característica do ar em um
recinto fechado;
 Um sistema de ventilação bem projetado minimiza
custos de investimento e operação, distribui o gás de
acordo com as especificações para vários ambientes ao
qual está conectado, opera com perda de carga reduzida
e não gera ruído intenso e prejudicial a saúde dos
indivíduos que habitam sua área de atuação.
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação natural
 Ventilação geral diluidora
 Sistema de exaustão (geral)
 Sistema de exaustão (localizada)
 Sistema de renovação de ar associada a sistema de ar
condicionado
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação natural
 É o movimento do ar num ambiente provocado pelos
agentes físicos pressão dinâmica e/ou temperatura,
podendo ser controlado por meio de aberturas no teto,
nas laterais e no piso;
 Infiltração é movimentado de ar provocado pelos
mesmos agentes físicos entretanto não é controlado.
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação natural
 O fluxo de ar que entra e sai de um edifício depende da
diferença de pressão entre as partes interna e externa e
da resistência ao fluxo fornecido pelas aberturas;
 Efeito chaminé - efeito da diferença de pressão
causados pela diferença de densidade do ar fora e dentro
do edifício.
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação natural
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação geral diluidora
 É um sistema utilizado para controlar os níveis de
contaminantes, insuflando o ar do ambiente externo com
vazão suficiente para manter os poluentes a níveis
aceitáveis;
 Não interfere com as operações e processos industriais;
 Apresenta custo de instalação relativamente baixo
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação geral diluidora
 Objetiva a proteção e segurança a saúde do trabalhador;
 Conforto e eficiência do trabalhador pela manutenção da
temperatura e umidade do ar ambiente.
 Proteção de materiais ou equipamentos, mantendo as
condições atmosféricas adequadas;
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Ventilação geral diluidora
 O poluente gerado deve ser possível de ser diluído em
uma adequada quantidade de volume de ar;
 A toxicidade do poluente deve ser baixa;
 O poluente deve ser gerado em quantidade uniforme;
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de exaustão (geral)
 Sistema utilizado normalmente para controle térmico ou
remoção de contaminantes gerados no ambiente com
grandes quantidade de ar;
 Deve ser levado em consideração o enclausuramento de
operações ou processos, a direção do fluxo de ar, entre
outros fatores para uma boa captação e exaustão dos
poluentes.
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de exaustão (localizada)
 Sistema utilizado para remoção de poluentes prejudiciais
à saúde humana;
 Remove poluentes diretamente da sua origem e é
composto basicamente pelo captor, sistema de dutos,
purificador de ar e ventilador;
 Influi no bem estar, na eficiência e na segurança do
trabalhador
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de exaustão (localizada)
 Os poluente emitidos por uma fonte são tratados em um
equipamento de controle de poluentes ( filtros,
lavadores...);
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de renovação de ar associada a sistema de ar
condicionado
 Sistema onde ocorre o acréscimo de ar de boa qualidade
ao ar de retorno para manter os poluentes em níveis
aceitáveis;
 A taxa de renovação do ar ou número de trocas de ar é o
número de vezes que o volume de ar desse ambiente é
trocado por unidade de tempo.
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de renovação de ar associada a sistema de ar
condicionado
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de renovação de ar associada a sistema de ar
condicionado
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de renovação de ar associada a sistema de ar
condicionado
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SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
 Sistema de renovação de ar associada a sistema de ar
condicionado
 Se ocorrer presença de fumantes deve ser o dobro da
tabela;
 Trocas de até 8x/h são suficientes para remover
contaminantes emitidos por ocupantes;
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MÉTODOS DE 
DIMENSIONAMENTO 
MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Para se determinar a forma de dimensionamento, deve-
se realizar um estudo da distribuição de ar em cada
ambiente do sistema, localizando os pontos de
insuflação. Para isso pode ser utilizado 3 métodos:
 Método da recuperação de pressão estática
 Método da velocidade ou método dinâmico
 Métodos de iguais perdas de carga
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Método da recuperação de pressão estática
Método mais complexo onde sua aplicação se justifica em
casos especiais;
Método inadequado para dimensionamento de sistemas
completos de dutos;
Pode ser utilizado para dimensionamento de partes do
sistemas desde que a velocidade exceda 10 m/s.
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Método da recuperação de pressão estática
Seu principio é num sistema de dutos sob ação do ar em
determinadas vazão e velocidade, tendo as seguintes
pressões em jogo:
Pressão estática (Pe) – Pode ser medida aplicando-se um
manômetro de coluna d´agua na extremidade do duto;
Pressão total (Pt) – Pode ser medida aplicando-se um
manômetro no meio do duto.
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Método da recuperação de pressão estática
Pressão devida a velocidade (Pv) é obtida da subtração da
Pressão Total pela Pressão Estática;
Supondo a seção constante de um duto e a vazão de ar
diminuindo ao longo do trecho, verifica-se que Pc decresce e
que Pe cresce;
Esse crescimento é tido como recuperação estática, e ao
selecionar a velocidade do trecho se obtêm um balanceamento
do sistema.
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Método da velocidade ou método dinâmico
Método empírico na qual a velocidade arbitrariamente
fixada no ventilador;
Método usado para pequenos sistemas ou grandes sistemas
com poucos dutos e no máximo cinco ou seis bocas de
insuflamento;
Em instalações convencionais ou de baixa velocidade
inicial este método não é muito eficaz
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Método da velocidade ou método dinâmico
Normalmente a seção do duto considerada crítica é a que
segue a saída do ventilador;
É um método que pode gerar ruído num duto devido ao
aumento da perda de pressão ao longodo duto;
Se utilizado bom senso este método pode ser utilizado por
ser prático e rápido.
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Métodos de iguais perdas de carga
Neste método os dutos são dimensionados para que se tenha
um igual atrito de escoamento;
Neste método é escolhido um caminho ( de uma entrada até
uma saída) chamado de caminho crítico;
Esse caminho crítico depende da intuição e da experiência
do projetista.
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Métodos de iguais perdas de carga
Neste método a perda de carga unitária (J) é definida no
início do dimensionamento;
A pressão total do sistema será a soma perda de pressão
mais as perdas de cargas em acessórios;
Este método é baseado na circulação de ar e perdas em
dutos redondos.
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MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
 Métodos de iguais perdas de carga
Se utilizar duto retangular deverá realizar a conversão da bitola
do duto para mesma quantidade de ar circulante e mesmas
perdas;
Em dutos retangulares ocorre uma menor velocidade de ar para
a mesma vazão e mesmas perdas.
Produz melhor resultado que o método da velocidade,
resultando em um sistema de dimensões reduzidas e menor
custo.
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CHAPAS PARA 
CONSTRUÇÃO DE DUTOS
CHAPA PARA CONSTRUÇÃO DE DUTOS
 Pode-se utilizar dutos de chapa de:
 Aço galvanizado (Zincado)
 Chapa preta (Ferro)
 Alumínio
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CHAPA PARA CONSTRUÇÃO DE DUTOS
 Desde que os gases que passe por eles não sejam
corrosivos
 Deve-se respeitar as bitolas de chapas recomendas em
face da dimensão da largura determinada no
dimensionamento de dutos independente do método de
cálculo escolhido
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CHAPA PARA CONSTRUÇÃO DE DUTOS
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CHAPA PARA CONSTRUÇÃO DE DUTOS
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DIMENSIONAMENTO DE 
REDE DE DUTOS
DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
 Etapas para dimensionamento de rede de dutos
1) Realizar uma diagrama unifilar
2) Analisar a distribuição de ar em zonas
3) Após o cálculo da carga térmica se obtêm o valor de
vazão da máquina
4) Dividir igualmente a vazão em cada boca de
insuflamento
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
5) Utilizar a velocidade recomendada na NBR 16401/08
6) Construir a tabela para se obter os dados de dimensão
dos dutos
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TRECHO VAZÃO 
( m³/s)
VELOCIDADE 
(m/s)
ÁREA
(m²)
DIMENSÃO ( L X H) 
m x m
DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
7) Realizar a conversão da vazão de cada trecho para m³/s
8) Adicionar a velocidade adotada na NBR na tabela ( v = 4m/s)
9) A área é obtida dividindo a vazão pela área
10) Fixa o valor de altura e a partir da formula de área se obtém
a largura do duto
11) O valor de altura irá diminuindo a cada trecho visando
manter a mesma vazão
12) Converter as medidas do duto para cm x cm
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
 Etapas para cálculo da massa de chapa a ser utilizada na
rede de dutos RETANGULAR
1) Após realizar o dimensionamento da rede de dutos
2) Calcular o perímetro de cada trecho do duto
3) Calcular a Área total que será o somatório do produto do
comprimento do trecho com o perímetro
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
4) Após o valor obtido de área total adotar um fator de 1,2
Observação: Fator é utilizado devido a perda de chapas
durante o processo de corte
5) Calcula o volume de chapa pelo produto da área total
pela espessura da chapa
6) Multiplica o valor do volume pela densidade do aço se
obtêm o valor da massa de chapa de aço necessária
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
 Etapas para cálculo da massa de chapa a ser utilizada na
rede de dutos CIRCULAR
1) Após realizar o dimensionamento da rede de dutos
2) Calcular o diâmetro do duto
3) A partir da área do circulo ( A = π x D² /4) obter o
diâmetro do círculo
4) Calcular o perímetro ( p = π x D)
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
4) Calcular a área lateral ( Al = per x comp)
5) Após o valor obtido de área total adotar um fator de 1,2
Observação: Fator é utilizado devido a perda de chapas durante
o processo de corte
6) Calcula o volume de chapa pelo produto da área total pela
espessura da chapa
7) Multiplica o valor do volume pela densidade do aço se obtêm
o valor da massa de chapa de aço necessária
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
1) Um ambiente necessita de uma vazão de ar 9600 m³/h, a
vazão deverá ser distribuída em 5 difusores. Considerando a
densidade do aço 7600kg/m³, espessura da chapa 0,79mm,
mão-de-obra R$ 11,00/kg e material R$6,00/kg. Calcule:
a) Realizar o diagrama unifilar
b) Calcular a rede de dutos ( tamanho dos dutos retangular)
c) Calcular a massa de chapa de aço
d) Calcular o preço da mão-de-obra e de material para
instalação da rede de dutos
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
2) Um ambiente necessita de uma vazão de ar 2400 m³/h, a
vazão deverá ser distribuída em 4 difusores. Considerando a
densidade do aço 7600kg/m³, espessura da chapa 0,50mm,
mão-de-obra R$ 11,00/kg e material R$6,00/kg. Calcule:
a) Realizar o diagrama unifilar
b) Calcular a rede de dutos ( tamanho dos dutos retangular)
c) Calcular a massa de chapa de aço
d) Calcular o preço da mão-de-obra e de material para
instalação da rede de dutos
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DIMENSIONAMENTO DE REDE DE DUTOS
3) Um ambiente necessita de uma vazão de ar 2100 m³/h, a
vazão deverá ser distribuída em 3 difusores. Considerando a
densidade do aço 7600kg/m³, espessura da chapa 0,50mm,
mão-de-obra R$ 11,00/kg e material R$6,00/kg. Calcule:
a) Realizar o diagrama unifilar
b) Calcular a rede de dutos ( tamanho dos dutos circular)
c) Calcular a massa de chapa de aço
d) Calcular o preço da mão-de-obra e de material para
instalação da rede de dutos
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