apresentação ventiladores 2016 2

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VENTILADORES 
 
Profa. Roberta J. A. Rigueira 
Departamento de Engenharia Agrícola e 
 Meio Ambiente 
1 
1. INTRODUÇÃO 
 A ventilação é um método disponível e bastante 
efetivo para controle da poluição do ar de 
ambientes de trabalho, ambientes residenciais e 
de lazer. 
 
2 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Utilização adequada promove a diluição ou 
retirada de substâncias nocivas ou incômodas 
presentes no ambiente de trabalho, de forma a 
não ultrapassar os limites de tolerância ou os 
níveis aceitáveis ou recomendados. 
 
 A ventilação pode ser utilizada para controlar a 
concentração de substâncias explosivas e/ou 
inflamáveis, agindo dessa forma no aspecto de 
segurança tanto do trabalhador como do 
patrimônio da empresa. 3 
1. INTRODUÇÃO 
 Ventilação – movimentação intencional do ar, de forma 
planejada. Essa movimentação pode ser feita por meios 
naturais ou mecânicos. Deve-se ter em mente que o ar 
sempre se movimenta da zona de maior pressão para a zona 
de menor pressão. 
4 
Movimentação natural do ar 
5 
Movimentação natural do ar 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
 São estruturas mecânicas 
utilizadas para converter rotação 
em aumento de pressão do ar ou 
de outro gás. 
 
6 
1. INTRODUÇÃO 
 Ventiladores são turbomáquinas geratrizes 
ou operatrizes, também designadas por 
máquinas turbodinâmicas, que se destinam a 
produzir o deslocamento dos gases. 
 
 Ventiladores são máquinas que, por meio da 
rotação de um rotor provido de pás 
adequadamente distribuídas e acionado por 
um motor, permitem transformar a energia 
mecânica do rotor em formas de energia 
potencial de pressão e energia cinética. 
 
 
7 
1. INTRODUÇÃO 
 Classificação dos sistemas de ventilação 
 
 Para a classificação dos sistemas de ventilação, é 
preciso levar em conta a finalidade a que se 
destinam. Dessa forma, os objetivos da ventilação 
são: 
 
a) Ventilação para manutenção do conforto 
térmico; 
b) Ventilação para manutenção da saúde e 
segurança do homem; 
c) Ventilação para conservação de materiais e 
equipamentos (por imposição tecnológica). 
 
8 
1. INTRODUÇÃO 
 Tipos de ventilação 
 
 Os tipos de ventilação, empregados para 
qualquer finalidade, são assim classificados: 
 
a) Ventilação natural; 
b) Ventilação geral; 
c) Ventilação geral para conforto térmico; 
d) Ventilação geral diluidora; 
e) Ventilação local exaustora. 
 
9 
10 
11 
Ventilação 
natural de 
galpões 
industriais 
12 
Fonte: http://www.primetech.com.br/climatizacao/climatizacao-para-industriais/ 
13 
1. INTRODUÇÃO 
 Para efeito de nomenclatura: 
 
 Ventilador (fan) - máquina que trabalha com 
gás onde a alteração da densidade entre a 
admissão e descarga é tão pequena que o gás 
pode ser considerado um fluido incompressível 
(diferenças de pressão até 10kPa ou 1.000 mmca). 
 
14 
1. INTRODUÇÃO 
 Para efeito de nomenclatura 
 
 Compressor (compressor) também trabalha 
com gás, porém a alteração da densidade é 
significativa e não pode ser desprezada. Atingem 
até 100 Mpa. 
 
 Soprador (blower) a máquina que trabalhe 
numa faixa de diferença de pressão entre 
admissão e descarga da ordem de 10 a 300 kPa 
(1.000 a 3.0000 mmca). 
 
15 
2. CLASSIFICAÇÃO 
 Critérios: 
a) Segundo o nível energético de pressão 
que estabelecem; 
b) Segundo a modalidade construtiva; 
c) Segundo a forma das pás; 
d) Segundo o número de entradas de 
aspiração no rotor; e, 
e) Segundo o número de rotores. 
 
16 
2. CLASSIFICAÇÃO 
a) Segundo o nível energético de pressão 
que estabelecem, os ventiladores 
podem ser de: 
 baixa pressão: até uma pressão efetiva de 0,02 kgf cm-2 
(200 mm de H2O); 
 média pressão: para pressões de 0,02 a 0,08 kgf cm-2 (200 
a 800 mm de H2O). 
 alta pressão: para pressões de 0,08 a 0,250 kgf cm-2 (800 a 
2.500 mm de H2O). 
 muito alta pressão: para pressões de 0,250 kgf cm-2 a 
1.000 kgf cm-2 (2.500 a 10.000 mm de H2O). São os turbo-
compressores. 
 
 
17 
2. CLASSIFICAÇÃO 
b) Segundo a modalidade 
construtiva: 
 
Centrífugos - quando a 
trajetória de uma partícula 
gasosa no rotor se realiza em 
uma superfície que é 
aproximadamente um plano 
normal ao eixo (Figura a), 
portanto uma espiral; 
 
18 
VENTILADORES CENTRÍFUGOS 
19 
Siroco 
Pás para frente 
Pás retas 
VENTILADORES CENTRÍFUGOS 
20 
Pás para trás 
VENTILADORES CENTRÍFUGOS 
21 
Carcaça: 
em forma de voluta 
(caracol) 
2. CLASSIFICAÇÃO 
b) Segundo a 
modalidade 
construtiva: 
 
 Hélico-centrífugos - 
quando a partícula, em 
sua passagem no 
interior do motor, 
descreve uma hélice 
sobre uma superfície de 
revolução cônica cuja 
geratriz é uma linha 
curva (Figuras b e c); 
 
22 
2. CLASSIFICAÇÃO 
b) Segundo a 
modalidade 
construtiva: 
 
 Axiais - quando a 
trajetória de uma 
partícula em sua 
passagem pelo motor é 
uma hélice descrita em 
uma superfície de 
revolução 
aproximadamente 
cilíndrica (Figuras d). 
 23 
VENTILADORES AXIAIS 
24 
Hélices 
VENTILADORES AXIAIS 
25 
Jet-fans 
2. CLASSIFICAÇÃO 
c) Segundo a forma das pás: 
 
pás radiais retas; 
pás inclinadas para trás, planas ou curvas. 
Podem ser de chapa lisa ou com perfil em 
asa (airfoil); 
pás inclinadas para frente; e, 
pás curvas de saída radial. 
 
26 
2. CLASSIFICAÇÃO 
c) Segundo a forma das pás: 
 
27 
2. CLASSIFICAÇÃO 
c) Segundo a forma das pás: 
 
28 
2. CLASSIFICAÇÃO 
d) Segundo o número de entradas de aspiração no 
rotor: 
 entrada unilateral ou simples aspiração; 
 entrada lateral ou dupla aspiração. 
 
29 
http://www.motovent.com.br/ventiladores_sirocco.html http://www.termodin.com.br 
Simples 
aspiração 
Dupla 
aspiração 
2. CLASSIFICAÇÃO 
e) Segundo o número de rotores: 
 de simples estágio, com um rotor apenas. É o 
caso usual. 
 
 de duplo estágio, com dois rotores montados 
num mesmo eixo. 
O ar após passar pela caixa do 1o estágio, 
penetra na caixa do 2o estágio com a energia 
proporcionada pelo 1o rotor (menos as 
perdas) e recebe a energia do 2o rotor, que se 
soma à do 1o estágio. Conseguem-se assim 
pressões elevadas, da ordem de 3.000 a 4.000 
mm de H2O. 
 
 
30 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.1. Diagrama das velocidades 
3.2. Equação da energia 
3.3. Alturas energéticas 
3.3.1. Altura útil de elevação Hu e 
pressão total 
3.3.2. Altura total de elevação He 
3.3.3. Altura motriz de elevação Hm 
3.4. Potências 
3.5. Rendimentos 
31 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.1. Diagrama das velocidades 
32 
Vetores: 
 
𝑼 
Velocidade 
circunferencia
l 
𝑽 
Velocidade 
absoluta 
𝑾 
Velocidade 
relativa 
 
Ângulos 
 
 
𝑼 - Velocidade circunferencial 
𝑾 - Velocidade relativa 
𝑽 - Velocidade absoluta 
Ângulo  - diferentes deflexões 
33 
𝑼 - Velocidade circunferencial 
𝑾 - Velocidade relativa 
𝑽 - Velocidade absoluta 
Ângulo  - diferentes deflexões 
34 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.2. Equação de energia 
 A energia cedida pelo rotor se apresenta sob duas 
formas: 
 
- Energia de pressão (pressão estática) dada por: 
𝐻𝑝 =
𝑝2 − 𝑝1
𝛾
+
𝑈2
2 − 𝑈1
2
2𝑔
+
𝑊2
2 −𝑊1
2
2𝑔
 
 
- Energia dinâmica ou cinética: 
𝐻𝑐 =
𝑉2
2 − 𝑉1
2
2𝑔35 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.3. Alturas energéticas 
 
Altura de elevação - quando se 
representam as parcelas de energia que a 
unidade de peso de um fluido possui, para 
deslocar-se entre dois determinados 
pontos, expressas em altura de coluna 
fluida de peso específico , elas se 
denominam alturas de elevação. 
 36 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.3. Alturas energéticas 
 
Uma altura de elevação representa um 
desnível energético entre dois pontos, e 
este desnível pode ser de pressão, de 
energia cinética ou de ambos, conforme o 
caso em que se estiver considerando. 
 
37 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.3.1. Altura útil de elevação Hu ou pressão total 
 
 É a energia total adquirida pelo fluido (sempre se 
refere à unidade de peso de fluido) em sua 
passagem pelo ventilador, desde à boca de entrada 
(índice “0”) até a saída (índice “3”). 
𝐻𝑢 =
𝑝3
𝛾
−
𝑝0
𝛾
+
𝑉3
2 − 𝑉0
2
2𝑔
 
 
 Graças a esta energia recebida, o fluido tem 
capacidade para escoar ao longo de tubulações e 
dutos. 
 
38 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.3.1. Altura útil de elevação Hu o pressão 
total 
 
𝐻𝑢 =
𝑝3
𝛾
−
𝑝0
𝛾
+
𝑉3
2 − 𝑉0
2
2𝑔
 
 
 Com esta energia útil consta, como mostra na 
fórmula acima, de duas parcelas: 
1) altura de carga estática Hs, e 
2) altura de carga dinâmica Hv. 
 
 
 
39 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.3.1. Altura útil de elevação Hu ou pressão total 
𝐻𝑢 =
𝑝3
𝛾
−
𝑝0
𝛾
+
𝑉3
2 − 𝑉0
2
2𝑔
 
 
40 
- Altura de carga estática Hs, ou 
simplesmente carga estática, 
pressão estática, PE, ou pressão 
manométrica total (medidas em 
altura de coluna líquida): 
𝐻𝑠 =
𝑝3
𝛾
−
𝑝0
𝛾
 𝑜𝑢 𝐻𝑠3 − 𝐻𝑠0 
 
representa o ganho de energia da 
pressão do fluido desde a entrada 
(índice “0”) até a saída do 
ventilador (índice “3”). 
- Altura de carga dinâmica 
Hv ou simplesmente carga 
dinâmica ou pressão 
dinâmica: 
𝐻𝑣 =
𝑉3
2
2𝑔
−
𝑉0
2
2𝑔
 𝑜𝑢 𝐻𝑣3 − 𝐻𝑣0 
 
é o ganho de energia cinética 
do fluido em sua passagem 
pelo ventilador, desde a 
entrada até a saída da caixa. 
 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.3.2. Altura total de elevação He 
 
É a energia total cedida pelo rotor do 
ventilador ao fluido. 
𝐻𝑒 =
𝑈2
2 − 𝑈1
2
2𝑔
+
𝑉2
2 − 𝑉1
2
2𝑔
+
𝑊2
2 −𝑊1
2
2𝑔
 
 
 Perdas por turbilhonamentos - H 
 
 
41 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.3.3. Altura motriz de elevação Hm 
 
É a energia mecânica fornecida pelo eixo 
do motor que aciona o ventilador. Nem 
toda essa energia é aproveitada pelo rotor 
para comunicar ao fluido a energia He, 
pois uma parte se perde sob a forma de 
perdas mecânicas H nos mancais, e em 
transmissão por correia, de modo que 
podemos escrever que, 
Hm = He - H 
 
42 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.4. Potências 
 O trabalho efetuado ou a energia cedida para efetuar 
trabalho na unidade de tempo constitui a potência. 
 
 Potência útil: é a potência adquirida pelo fluido em sua 
passagem pelo ventilador. 
Nu = .Q.Hu 
 
 Potência total de elevação: é a potência cedida pelo rotor 
pelas pás do rotor ao fluido. 
Ne = .Q.He 
 
 potência motriz, mecânica ou efetiva, ou ainda brake horse-
power (BHP), é a potência fornecida pelo motor ao eixo do 
rotor do ventilador. 
Nm = .Q.Hm 
 
43 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.5. Rendimentos 
 
 O rendimento é a razão entre a potência 
aproveitada e a fornecida. Temos, no caso dos 
ventiladores: 
 
- Rendimento hidráulico: 
𝜀 =
𝑁𝑢
𝑁𝑒
 
Nu – potência útil; 
Ne – potência total de elevação. 
 
 
44 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.5. Rendimentos 
 
- Rendimento mecânico: 
𝜌 =
𝑁𝑒
𝑁𝑚
 
Ne – potência total de elevação; 
Nm – potência motriz. 
 
- Rendimento total: 
𝜂 =
𝑁𝑢
𝑁𝑚
 
Nm – potência motriz. 
Nu – potência útil 
 
45 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.5. Rendimentos 
 
- Rendimento volumétrico: 
𝜂𝑣 =
𝑄
𝑄 + 𝑄𝑓
 
 
Q – o volume de gás realmente deslocado pela ação do 
ventilador; 
Qf – o volume que gás que fica continuamente 
circulando no interior do ventilador em consequências 
das diferenças de pressão que provocam recirculação 
interna de uma parcela de gás. É designado por vazão 
de fugas. 
46 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
 3.5. Rendimentos 
 
 Quando nos catálogos se menciona potência do 
ventilador, normalmente se está fazendo 
referência à potência motriz. 
 
𝑁𝑚 = 𝛾. 𝑄. 𝐻𝑚 = 
𝛾. 𝑄. 𝐻𝑢
𝜂
 
 
 Quando, V3 = V0’ Hu = H, temos a potência 
motriz: 
𝑁 = 
𝛾. 𝑄. 𝐻
𝜂
 
47 
3. FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS 
VENTILADORES 
3.5. Rendimentos 
 Hidráulico 
 Mecânico 
 Total 
 Volumétrico 
 
 Potência Motriz 
48 
4. GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS 
 Estas grandezas, denominadas características, por 
caracterizarem as condições de funcionamento, são: 
1) número de rotações por minuto ou n, ou a 
velocidade angular,  (radianos por segundo); 
2) diâmetro de saída do rotor (d2); 
3) vazão, (Q); 
4) alturas de elevação (útil, manométrica e motriz); 
5) potências (útil, total de elevação e motriz); 
6) rendimentos (hidráulico, mecânico e total). 
 49 
4. GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS 
 As curvas que traduzem a dependência entre 
duas das grandezas, uma vez fixadas as demais, 
chamam-se curvas características. 
 As mais importantes são: 
a) para um valor de n (rpm) constante: variação 
das grandezas H (alturas) Nm (ptências) e  
(rendimentos) em função da vazão Q. 
b) variação das grandezas H, Q, Nm e  em função 
do número de rotações n. 
c) curvas de igual rendimento nos campos das 
grandezas Q e H. 
 
50 
CURVAS CARACTERÍSTICAS 
51 
5. LEIS DE SEMELHANÇA 
 
 
 A partir do conhecimento das condições com as 
quais um ventilador se acha funcionando e 
aplicando as chamadas “leis de semelhança”, 
pode-se determinar os valores das diversas 
grandezas quando uma ou mais dentre elas sofre 
uma variação. 
 
52 
5. LEIS DE SEMELHANÇA 
 
 
 Por meio de um modelo reduzido, conseguem-se, 
pela aplicação dos princípios de semelhança 
geométrica, cinemática e dinâmica, estabelecer as 
grandezas correspondentes de um protótipo, que 
por suas dimensões ou elevada potência, não 
poderia ser ensaiado em laboratório. 
 
53 
5. LEIS DE SEMELHANÇA 
1o caso – para um dado rotor, operando 
com o mesmo fluido, Q é proporcional a n, 
H é proporcional ao quadrado de n e N, ao 
cubo de n, isto é: 
𝑄 ∷ 𝑛, 𝑜𝑢 𝑠𝑒𝑗𝑎,
𝑄′
𝑄
=
𝑛′
𝑛
 
𝐻 ∷ 𝑛2, 𝑜𝑢 𝑠𝑒𝑗𝑎,
𝐻′
𝐻
=
𝑛′2
𝑛2
 
𝑁 ∷ 𝑛3, 𝑜𝑢 𝑠𝑒𝑗𝑎,
𝑁′
𝑁
=
𝑛′3
𝑛3
 
 
54 
5. LEIS DE SEMELHANÇA 
2o caso – Rotores geometricamente 
semelhantes, com o mesmo número de 
rotações por minuto e mesmo fluido. 
𝑄 ∷ 𝐷3 
𝑄′
𝑄
=
𝐷′
𝐷
3
 
𝐻 ∷ 𝐷2 
𝐻′
𝐻
=
𝐷′
𝐷
2
 
𝑁 ∷ 𝐷5 
𝑁′
𝑁
=
𝐷′
𝐷
5
 
 
55 
5. LEIS DE SEMELHANÇA 
 3o caso – Rotores geometricamente 
semelhantes, mesmo fluido e números de 
rotações diferentes. É, em geral, o caso dos 
modelos reduzidos. 
𝑄′ = 𝑄
𝑛′𝑛
.
𝐷′
𝐷
3
 
𝐻′ = 𝐻
𝑛′
𝑛
.
𝐷′
𝐷
2
 
𝑁′ = 𝑁
𝑛′
𝑛
.
𝐷′
𝐷
5
 
 
56 
5. LEIS DE SEMELHANÇA 
 4o caso – Mesmo rotor, fluido diferentes. 
 Designemos o peso específico do fluido por  (kgf m-3). 
- Se H’ = H ( mesma pressão), então, Q, n e N são 
proporcionais a 
1
𝛾
 
- Se a descarga em massa (massa escoada na unidade de 
tempo) for a mesma, isto é, ’ =  
𝛾′𝑄′
𝑔
= 𝛾
𝑄
𝑔
, sendo  o peso específico, 
 então, Q, n e H são proporcionais a 
1
𝛾
 
 e, 
𝑁 ∷ 
1
𝛾2
 
 Se n’ = n e Q’ = Q, então: 𝐻 ∷ 𝛾 e 𝑁 ∷ 𝛾 
 Isto é, 
𝐻′
𝐻
=
𝛾′
𝛾
 e, 
𝑁′
𝑁
=
𝛾′
𝛾
 
 
57 
6. COEFICIENTES ADIMENSIONAIS 
No projeto de rotores de ventiladores 
empregam-se coeficientes baseados em 
ensaios experimentais e na constatação do 
comportamento de inúmeros ventiladores 
construídos. 
 
Os coeficientes de semelhança referidos 
mais conhecidos são os de Rateau, além 
dos de Eiffel, Joukowysky, e Sulzer. 
 
58 
7. VELOCIDADES PERIFÉRICAS 
MÁXIMAS 
 Não se deve operar com velocidades de ar 
elevadas tanto no rotor quanto à saída do 
ventilador. 
 
 Velocidades periféricas elevadas produzem 
vibração das pás e ruído acima do aceitável. 
 
 Ruído aceitável - NBR 10152 (NB-95) - Níveis 
de ruído para conforto acústico. Conforto, 55 
dB, ou acima de 75 dB prejudicial. 59 
8. PROJETO DE UM VENTILADOR 
CENTRÍFUGO - ROTEIRO 
Determinar as dimensões principais de um 
ventilador de baixa pressão, sabendo-se 
que: 
 
a) Vazão Q = 300 m3 min-1 = 50 m3 s-1 = 5000 l s-1 
b) Pressão diferencial p = 80 mm de coluna de 
água 
c) Peso específico do ar  = 1,2 kgf m-3 a 20 °C e 
760 mm Hg 
d) Número de rpm = 725 
e)  = 0,80 para o “rendimento hidráulico” 
 
60 
8. PROJETO DE UM VENTILADOR 
CENTRÍFUGO - ROTEIRO 
 a) altura manométrica – Hm; 
 b) velocidade específica – ns; 
 c) velocidade periférica do rotor à saída da pá – U2; 
 d) diâmetro do rotor – D2; 
 e) Velocidade V0 de entrada do ar na boca de entrada 
da caixa do ventilador – V0; 
 f) diâmetro Da da boca de entrada do ventilador – Da; 
 g) diâmetro do bordo de entrada das pás – D1; 
 h) largura das pás – b2; 
 i) diagrama das velocidades – Vm2, W2, V2, U1, tg1, 
W1, D3; e, 
 j) potência do motor do ventilador - N. 
 
 
 
61 
8. PROJETO DE UM VENTILADOR 
CENTRÍFUGO - ROTEIRO 
Figura – Ventilador centrífugo com pás para trás, saída 
radial (Fonte: MACYNTIRE, 2012). 
 
62 
9. ESCOLHA PRELIMINAR DO TIPO 
DE ROTOR 
Figura – Gráfico de quadrículas para escolha de ventilador centrífugo 
da indústria de Ventiladores Gema (Fonte: MACYNTIRE, 2012). 
63 
10. CURVA CARACTERÍSTICA DO 
SISTEMA 
 
A curva representativa das perdas de 
carga, em função da vazão (Q), denomina-
se curva característica do sistema. 
 
Para traçá-la, escolhe-se um certo número 
de valores de Q e calcula-se para cada um 
desses valores o valor correspondente das 
perda. 
64 
10. CURVA CARACTERÍSTICA DO 
SISTEMA 
65 
D=200 mm – 0,20 m 
10D = 2 m 
5D = 1 m 
3,5D = 0,70 m 
1,5D = 0,30 m 
11. CONTROLE DA VAZÃO 
 
 
 A variação de vazão é realizada por meio de 
registros do tipo borboleta ou do tipo veneziana, 
com lâminas paralelas, cuja inclinação se pode 
graduar manual ou automaticamente. 
66 
11. CONTROLE DA VAZÃO 
Registros tipo veneziana 
67 
Registro tipo veneziana e 
conoidais 
Registros tipo veneziana, com lâminas paralelas, cuja inclinação se 
pode graduar manual ou automaticamente. 
11. CONTROLE DA VAZÃO 
 À medida que a válvula vai sendo fechada, o 
ponto se desloca para p’, p’’ .., e a vazão passa a 
Q’, Q’’ .., até que, com o registro todo fechado, a 
curva do encanamento coincide com o eixo das 
ordenadas H (condição de shut-off). 
 
68 
Figura – Regulagem da vazão do 
sistema de dutos com emprego do 
registro (Fonte: MACYNTIRE, 
2012). 
CURVAS CARACTERÍSTICAS 
69 
12. OPERAÇÃO DE VENTILADORES EM 
PARALELO E EM SÉRIE 
 12.1. Operação em série 
 
 Quando se necessita de uma pressão relativamente 
elevada no sistema, pode-se recorrer a associação de 
ventiladores em série, designados como ventiladores 
de dois estágios, mas pode-se, em certos casos realizar 
a montagem de um ventilador insuflando ar na 
aspiração de outro, sem dificuldade. 
 Normalmente se usam ventiladores iguais, embora 
dependendo do funcionamento de dois ventiladores no 
sistema, seja possível utilizá-los de capacidades 
diferentes. 
 
 
70 
12. OPERAÇÃO DE VENTILADORES EM 
PARALELO E EM SÉRIE 
 12.1. Operação em paralelo 
 
 Certas instalações de ventilação industrial operam em 
uma faixa de variação de vazão difícil às vezes de ser 
atingida com a utilização de um único ventilador. 
Recorre-se, então, à associação em paralelo de dois 
ventiladores. 
 
 Teoricamente a vazão duplica para um mesmo valor 
da pressão estática, de modo que o traçado de curva 
resultante do funcionamento de dois ventiladores se 
realiza somando-se as abcissas (valores de Q) 
correspondentes a um mesmo valor de H. 
 
71 
13. EFEITO DA VARIAÇÃO DA DENSIDADE 
SOBRE O PONTO DE OPERAÇÃO 
 A altitude local e a temperatura de operação dos 
gases afetam o valor da densidade. 
 
 A variação da densidade , embora não afete a 
vazão volumétrica, afeta, contudo, a descarga da 
massa  (massa escoada na unidade de tempo), a 
altura manométrica e o consumo de potência. 
 
 As tabelas dos fabricantes são elaboradas para o 
chamado ar padrão ( = 1,2 kgf m-3), na 
temperatura de 21,1 °C e ao nível do mar (760 
mm Hg). 
 
 
 
72 
13. EFEITO DA VARIAÇÃO DA DENSIDADE 
SOBRE O PONTO DE OPERAÇÃO 
 
 A densidade varia diretamente com a pressão 
barométrica. 
 A variação da temperatura afeta a densidade do gás, 
a qual é inversamente proporcional à temperatura 
absoluta. 
 Como a pressão manométrica e a potência consumida 
pelo ventilador dependem da densidade  e do peso 
específico  temos que fazer a correção para verificar 
como funciona o ventilador que é projetado para as 
condições-padrão, quando submetido a outras 
condições. 
 Uma vez determinado o peso específico nas novas 
condições, calcula-se a densidade de  dividindo-se por 
1,2 e aplicam-se as relações de proporcionalidade de H 
e N em função de . 
 
 
 
73 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
 
 Nas indústrias, os ventiladores muitas vezes 
devem operar em ambientes contendo vapores, 
líquidos, gases e poeiras inflamáveis. 
 
 Os motores elétricos que acionam ventiladores 
em certos processos petroquímicos e de produção 
de celulose, por exemplo, devem atender a 
especificações rigorosas para que não venham 
provocar ou propagar incêndios e explosões. 
 
74 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
 ATMOSFERAS LOCAIS PERIGOSOS 
 
 Gases e vapores 
 A presença de gases e vapores inflamáveis 
constitui uma séria preocupação nas medidas 
preventivas a serem tomadas contra incêndios, 
entre as quais aquelas que se relacionam com a 
especificação dos ventiladores e seus acionadores. 
 Parâmetros que orientam o projetista e que 
dizem respeito ao risco que vapores e gases 
oferecem à irrupção e à propagação de um 
incêndio. 
 
75 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
Parâmetros a serem considerados: 
 
a) Ponto de fulgor;b) Ponto de inflamação ou de combustão; e, 
 
c) Limites de inflamabilidade. 
 
76 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
 
 
a) Ponto de fulgor 
 Vem a ser a mais baixa temperatura a partir do 
qual um líquido emite vapor em quantidade 
suficiente para provocar uma centelha quando a 
superfície é exposta a uma chama que não chega 
a elevar apreciavelmente a temperatura do 
líquido. 
 
 
 
77 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
 
 
b) Ponto de inflamação ou de combustão 
 Vem a ser a temperatura acima da qual toda a 
mistura de vapor (ou de gás) e ar se inflamará 
mantendo uma combustão contínua durante 5 
segundos. Não tem uma relação direta com o ponto de 
fulgor e depende até certo ponto do agente que 
provoca a inflamação. 
 
 
78 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
 
c) Limites de inflamabilidade 
 Se a faixa correspondente ao valor da 
concentração do gás ou vapor no ar for grande, 
como ocorre com o hidrogênio (4 a 74%), o perigo 
se torna extremamente grave. Se a faixa ou 
margem for pequena, o risco é reduzido. Deve-se 
analisar cuidadosamente essa margem, 
consultando dados pertinentes. 
 
 
 
79 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
  Aerossóis e poeiras 
 O perigo da presença de aerossóis em suspensão é análogo 
ao dos vapores, porém a inflamação pode verificar-se abaixo 
do ponto de fulgor, caso a fonte calorífica que produz a 
inflamação possua energia suficiente para vaporizar 
gotículas. 
 
 Já ocorreram incêndios provocados por nuvens de poeira de 
carvão e, em certos casos, até explosões. A presença de pó 
de carvão no ar não produz diluição do oxigênio disponível 
para a combustão, ao contrário do que ocorre com a 
formação de misturas explosivas no ar. Por isso, embora 
não aparente, a mistura de pó de carvão pode proporcionar 
combustão de grande potência. 
 
80 
14. INSTALAÇÕES DE VENTILADORES 
EM CONDIÇÕES PERIGOSAS 
81 
VENTILADORES 
PARTE II 
Profa. Roberta J. A. Rigueira 
Departamento de Engenharia 
Agrícola e do Meio Ambiente 82 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 
 Existe uma ampla gama de ventiladores que podem 
ser usados em um espectro grande de aplicações. 
 
 O ventilador deve ser projetado para vencer a 
resistência oferecida por uma camada de produto, a 
uma determinada temperatura, à passagem de um 
determinado fluxo de ar. 
 
 O ventilador descrito a seguir é apropriado para 
secadores cujo diâmetro da câmara de secagem do 
secador esteja próximo a 5,0 m - tamanho máximo 
recomendado. 
 83 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
84 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Descrição do Ventilador 
 
 O ventilador é formado pelos seguintes componentes: 
 
 Eixo - função de permitir e suportar o giro do rotor em 
torno de 1.700 rotações por minuto. 
 
 Rotor – peça fixada na extremidade do eixo. Função de 
produzir e direcionar o fluxo de ar. O rotor é composto de 
disco principal, pás e coroa ou anel. 
 
 Voluta ou Caixa Coletora - este componente tem como 
finalidade captar o ar que entra e que sai do rotor. 
 
85 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Rotor – composto de disco principal, pás e coroa ou anel. 
 
86 
Figura 3 – Componentes do rotor. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 
 Voluta ou Caixa Coletora - este componente 
tem como finalidade captar o ar que entra e que 
sai do rotor. É composta por: 
1. lateral de sucção, 
2. lateral motora, 
3. suporte do eixo ou do motor, 
4. entrada de ar ou distribuidor, e 
5. janela de manutenção. 
 
 
87 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
Figura 4 – Voluta ou Caixa Coletora e seus componentes 
 
88 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Construção e Detalhes dos Componentes 
 
 Além de se ter à disposição uma oficina com 
materiais e ferramentas apropriadas para a 
construção do ventilador, as especificações, os 
detalhes e as notas explicativas fornecidas a 
seguir devem ser cuidadosamente seguidos para 
que se obtenha um resultado satisfatório. 
 
89 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Eixo 
 Utilizar eixo de serra de 1 ¼" , que é de mais fácil 
obtenção no comércio, ou construir um eixo 
comum de 1 ½" montado em mancais com 
rolamentos de esferas e que apresentem custos 
praticamente iguais. 
 
 O sistema pode ser acoplado diretamente ao eixo 
do motor. Neste caso, pode ocorrer o 
inconveniente de uma substituição lenta e 
problemática do motor, na ocorrência de pane 
elétrica ou mecânica. 90 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
Figura 5 - Ventilador com rotor montado no eixo do motor. 
 
91 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Rotor 
 
Para efeito de construção, o rotor é dividido em três partes: 
 Disco principal - deve ser construído em chapa metálica de 
4,18 mm (no 8), com diâmetro de 0,50 m. Deve-se retificar o 
furo central e as bordas em torno mecânico ou aperfeiçoar 
manualmente o acabamento, evitando empenos no disco, para 
não comprometer o balanceamento do conjunto. 
 Coroa ou anel - é o espaço compreendido entre os raios 
internos e externos que limitam os canais do rotor; deve ser 
construído em chapa com espessura de 1,52 mm (no 12). Vários 
canais radiais são formados pela junção do disco principal com 
as pás destas e o anel metálico; estes canais dão estabilidade e 
direcionamento ao fluxo de ar. 
 Pás - são peças metálicas soldadas ao disco principal. São 
dispostas radialmente e equidistantes entre si. Em número de 
oito a doze. 
92 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
Figura 6 – Detalhes do disco principal, destacando-se os locais 
para assentamento das pás e do anel externo do rotor ou coroa. 
93 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
Figura 7 – Detalhes do posicionamento das 
pás entre o disco e o anel do rotor. 
94 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
Figura 8 - Dimensões e detalhes de cortes e dobra da pá 
e dimensões proporcionais ao diâmetro do rotor. 
95 
(a) Número de pás – de 8 a 
12; 
(b) Número diferente de pás. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Voluta ou caixa coletora 
 No exemplo apresentado, para efeito de 
construção, optou-se pela forma espiralada. 
 A seção transversal da voluta, neste caso, terá a 
forma retangular e será construída em chapa 
no16 ou 14, soldada com solda elétrica comum. 
 Suas partes são: 
1. Lateral de sucção; 
2. Entrada de ar ou distribuidor; 
3. Janela de manutenção. 96 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Voluta ou caixa coletora 
 1. Lateral de sucção: nela é encaixado o distribuidor 
de entrada de ar; lateral motora: é o lado da voluta em 
que é preso o suporte do eixo . 
 2. Entrada de ar ou distribuidor: tem como 
finalidade direcionar o ar de maneira uniforme para 
os canais do rotor. Para facilitar sua construção, o 
distribuidor terá a forma cilíndrica e será construído 
em chapa no 16. 
 3. Janela de manutenção - abertura na parte 
superior da caixa coletora que serve para a passagem 
do rotor durante a montagem e manutenção do 
sistema. É fechada com chapa metálica no16. 97 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Voluta ou caixa coletora 
 
98 
Figura 9 – Marcação das linhas de 
cortes para melhor aproveitamento 
da chapa. 
Figura 10 – Lateral de 
sucção. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Voluta ou caixa coletora 
 
99 Figura 11 – Traçado das laterais 
pelo método de Arquimedes. 
Figura 12 - Lateral motora e 
suas dimensões básicas (em cm). 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 traçado da voluta ou difusor. 
 Oprocesso consiste em traçar 
um quadrado auxiliar, cujo lado 
equivale a 0,10 vezes o valor do 
diâmetro externo do rotor, e 
centrá-lo no eixo deste. 
 O quadrado auxiliar será 
centrado no ponto 0 (zero) e a 
distância do vértice 4 ao ponto f 
será, então, de 
aproximadamente, 0,9 vezes o 
valor do diâmetro externo do 
rotor. 
 O estrangulamento da voluta (e), 
denominado “beco da voluta", é 
igual a 0,06 vezes o diâmetro 
externo do rotor. 
 
 
100 
Figura 1 – Traçado da 
voluta ou difusor 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
101 
Figura 2 – Traçado da voluta ou difusor detalhado. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Voluta ou caixa coletora 
 
102 Figura 13 – Lateral motora. Figura 14 - Lateral motora e de 
sucção. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 Montagem dos Componentes 
 
 Apresenta-se, a seguir, um modo prático para cortar 
as laterais da caixa coletora, o balanceamento 
do rotor e o acabamento. 
 
 a) Traçado das laterais (motora e de sucção): um 
processo prático para traçar as laterais da caixa 
coletora de seção transversal retangular é o de 
Arquimedes, efetuado com quatro arcos de círculo. 
Para isso, toma-se o lado do quadrado auxiliar de 
construção a-b-c-d igual a 10% do diâmetro do disco 
principal, que no presente caso é de 5,0 cm. 
 
103 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 b) Balanceamento do rotor: como o rotor irá girar em 
torno de 1.700 rpm, é necessário que seu balanceamento 
seja correto para que não haja vibrações, garantindo, assim, 
maior durabilidade do eixo e dos rolamentos. 
 Um rotor balanceado dificilmente irá parar na mesma 
posição depois de girar livremente sobre o eixo. 
 No caso do rotor não-balanceado, a parte mais pesada 
(ponto desbalanceado) irá parar sempre na posição inferior 
(devido à força da gravidade). 
 Para balancear, contrapesos metálicos são colocados na 
posição oposta ao ponto desbalanceado. Encontrado o ponto 
próximo ao equilíbrio, deve-se soldar os contrapesos e 
verificar o balanceamento, até encontrar um equilíbrio 
adequado. 
 104 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 c) Acabamento: terminados os trabalhos de solda, faz-
se o acabamento do ventilador. 
 Para a pintura, deve-se usar tinta resistente a altas 
temperaturas, que é feita antes da montagem final do 
ventilador. 
 Deve-se, também, desenhar em uma parte bem visível 
(por exemplo, na parte alta da lateral motora) uma seta, 
indicando o sentido de giro. 
 Comandado pela polia motora, o giro deve coincidir com 
o movimento dos ponteiros do relógio (sentido horário). 
 Para isso, a voluta deve ser montada de tal maneira 
que a boca de saída do ar esteja na parte inferior e à 
esquerda da lateral motora . 
 
105 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
106 
Figura 15 - Suporte do conjunto 
e suas dimensões e eixo. 
Figura 16 – Posicionamento do rotor para 
verificar balanceamento. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
107 
Figura 18 – Detalhes da lateral de sucção, 
mostrando o rotor montado e pronto para receber o 
distribuidor de ar. 
Figura 17 - Montagem da 
voluta sobre o suporte. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
108 
Figura 19 – Vista final do ventilador com detalhe do eixo e sentido 
de giro. 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
 
 Para evitar acidentes e garantir o funcionamento 
correto do ventilador, antes de fazê-lo funcionar, o 
montador deve verificar o giro do motor sem acoplar 
as correias de transmissão. 
 
 O rotor é acoplado ao eixo de modo semelhante ao da 
serra circular, isto é, a porca do eixo é do tipo "rosca 
esquerda". 
 
 Se o sentido de giro não for obedecido, o rotor não 
ficará retido ao eixo, podendo causar danos e até 
mesmo um acidente. 
 109 
CONSTRUÇÃO DE VENTILADORES 
Materiais Necessários 
 eixo de serra de 1 ¼" ou eixo comum de 1 ½", mancais com 
rolamentos de esferas; 
 3 m2 de chapa preta no 16; 
 2 m2 de chapa preta no 8; 
 1 m2 de chapa preta no 12; 
 12 parafusos com porcas 5/16"; 
 28 parafusos com rosca soberba de 3/16" x ½"; 
 quatro parafusos de 2" x ½", para fixação do eixo; 
 1 kg de eletrodo (solda elétrica) de 2,5 mm; 
 2 litros de tinta para superfície metálica; 
 1 litros de solvente "Thinner"; 
 20 kg de cantoneiras de ferro, com abas iguais, 1 ½" de 
espessura de 1/8", para construção do suporte do motor e 
voluta. 
 
 
110