ANÁLISE DA QUALIDADE DA CONVERSÃO DE ENERGIA EM MÁQUINAS DE FLUXO DE PEQUENO PORTE

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A Engenharia transformando ideias em soluções inteligentes 
Anais do 2° COEN - Congresso de Engenharias - Universidade Federal de São João del-Rei - MG 
Anais do XII CONEMI - Congresso Nacional de Engenharia Mecânica e Industrial 
ANÁLISE DA QUALIDADE DA CONVERSÃO DE ENERGIA EM MÁQUINAS DE 
FLUXO DE PEQUENO PORTE 
 
Robson Leal da Silva 
(1)
 (robsonsilva@ufgd.edu.br), Eduardo Santos Andrade 
(2)
 
(sandrade.eduardo@gmail.com) 
 
(1) UFGD- Universidade Federal da Grande Dourados; FAEN – Faculdade de Engenharia/Engenharia de Energia 
Rodovia Dourados-Itahum, km 12 – Caixa Postal 533 CEP: 79.804-970 Dourados-MS 
 
RESUMO: Este trabalho consiste do estudo e avaliação experimental do desempenho em máquinas 
de fluidos do tipo ventiladores axiais. O equipamento submetido aos ensaios é de pequeno porte, com 
aplicação em ventilação residencial. Curvas características para o ventilador de mesa ensaiado são 
apresentadas e identificadas às rotações e vazões nas quais se obtém regiões de eficiências e 
potência do escoamento máximas. Dentre as referências para realização dos ensaios em bancada, 
têm-se regulamentos do INMETRO/PBE e normas técnicas ABNT, com algumas adaptações. Foi 
utilizada, com adaptações, metodologia para realização de ensaios referentes à determinação do 
coeficiente de eficiência energética para ventiladores de mesa de uso residencial, no âmbito dos 
regulamentos do PBE – Programa Brasileiro de Etiquetagem. Os resultados obtidos referem-se à 
eficiência de conversão da energia elétrica em energia do escoamento (eficiência global, %) e ao 
coeficiente de eficiência energética [(m³/s.W)*d], para cinco vazões ou velocidades de rotação. A 
aquisição de dados deu-se com dois tipos de anemômetro, fio-quente e hélice. São identificadas as 
categorias (A, B, C ou D) nas quais se classificam, conforme INMETRO, o ventilador ensaiado 
possui potência nominal de 160W e diâmetro nominal de 50 cm. 
 
PALAVRAS-CHAVE: eficiência energética, mecânica dos fluidos, instrumentação. 
 
QUALITY REVIEW OF ENERGY CONVERSION MACHINES IN SMALL 
STREAM 
 
ABSTRACT: This work consists in the study and experimental evaluation of the performance of fluid 
machinery-type axial fans. The machine tested is small, with applications in residential ventilation. 
Characteristic curves for the fan tested are presented and identified the rotations and streamflows 
obtains regions efficiencies and maximum power flow. Among the references for the tests on the 
benchtop, have regulations INMETRO / PBE and technical standards ABNT, with some adaptations. 
Was used, with adaptations, the methodology for testing relating to the determination of the 
coefficient of efficiency for desktop fans for residential use under the regulations of the PBE - 
Brazilian Labeling Program. The results refer to the efficiency of conversion of electrical energy into 
energy flow (overall efficiency,%) and the energy efficiency ratio [(m³ / sW) * d], to velocity rotation 
or five speeds. Data acquisition was with two types of anemometer, hot-wire and propeller. Are 
identified categories (A, B, C or D) in which they are classified as INMETRO, has tested the fan rated 
power of 160W and a nominal diameter of 50 cm. 
 
KEYWORDS: energy efficiency, fluid mechanics, instrumentation. 
 
 
2° COEN - UFSJ 
XII CONEMI 
São João del-Rei, Minas Gerais, 02 a 05 de Outubro de 2012 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho consiste do estudo e avaliação experimental do desempenho em 
máquinas de fluidos do tipo ventiladores axiais. A máquina de fluidos ensaiada é de pequeno 
porte, do tipo ventiladores de mesa, utilizados predominantemente no âmbito residencial e 
similar, com acionamento elétrico e tensão nominal inferior a 250V monofásico, classificados 
como classe climática “T” - tropical (NBR 11829, 2008). 
O modelo ensaiado possui diâmetro nominal da grade externa de 50 cm e potência 
nominal de 160W, respectivamente, com tensão nominal monofásica (fase-neutra) de 127V, 
em frequência de 60Hz. Com controle de velocidades através de potenciômetro, usando 
intervalo médio entre as rotações de aquisição em 200 RPM. 
Busca-se com este trabalho, aplicar a RAC – Requisitos de Avaliação de 
Conformidade INMETRO (2012) para os critérios de eficiência energética do equipamento 
ensaiado. Que incorpora a análise de modelos de ventiladores de mesa com diâmetro nominal 
entre 30 cm e 60 cm. 
O ventilador ensaiado se enquadra na categoria de máquinas de fluxo axial de pequeno 
porte, onde as variações de pressão dinâmica são insignificantes. Portanto é razoável 
considerar a massa específica do ar invariável no campo do escoamento, 
0 
. A pressão 
estática pode ser obtida a partir da medição da pressão ambiente local. 
A metodologia do INMETRO (2012) estabelece que o fluxo a ser analisado deve estar 
em regime constante, onde se leva em conta um percentual de variação das velocidades do 
fluxo que não deve ultrapassar os 5% 
5%V 
. Além disso, o laboratório deve ter os 
parâmetros ambientais dentro de uma faixa pré-determinada, com temperatura ambiente entre 
20 – 25 °C e umidade entre 60 – 90 % (INMETRO, 2012). Estabelecendo o referencial para o 
ambiente controlado o local que se enquadrar em todos os parâmetros anteriormente 
apresentados. 
 
2. METODOLOGIA E INSTRUMENTAÇÃO UTILIZADA 
 
São apresentados neste trabalho o cálculo da eficiência de três formas distintas, uma em 
coeficiente de eficiência energética (
ENCE
) e dois para eficiência global (

). As duas últimas 
aplicadas a máquinas de fluxo axial, categoria na qual se classificam os ventiladores de mesa 
residenciais. 
Para os cálculos de vazão, coeficiente de eficiência energética e respectivas categorias (A, 
B, C ou D), é considerada a metodologia de ensaio para ventiladores de mesa (INMETRO, 
2012), documento complementado pela Lei de Eficiência Energética (Lei 10.295, 2001). 
 
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Para uma análise mais diretamente aplicada ao ventilador de mesa, permitindo obter a 
eficiência global com base na velocidade na saída das pás do ventilador é utilizado 
metodologia de Custódio (2007). 
Henn (2006) considera uma metodologia voltada propriamente para análise de máquinas 
de fluxo ou de fluidos, seja essa motora ou geradora, e que se utiliza de cálculos baseados nas 
equações de Euler para máquinas de fluxo, que tomam como base o triângulo de velocidades. 
 
2.1 Geometria e especificação técnica dos ventiladores 
 
É necessário registrar os seguintes dados do ventilador antes de iniciar os testes, 
essenciais para os cálculos posteriores e para o cálculo dos resultados. 
Os dados nominais do ventilador, como o diâmetro nominal, potência nominal, tensão 
e frequência de operação, indicadas no manual do equipamento. O diâmetro da hélice (Dh) e o 
diâmetro do rotor central (Dr), visualizados na Figura 1, foram mensurados com o auxílio de 
um esquadro. 
 
 
FIGURA 1. Esboço da hélice de um ventilador axial de uso residencial. 
 
A determinação do ângulo de saída do fluxo de ar, denominado Beta (β), é feita 
medindo-se os lados/catetos do triângulo retângulo (Figura 2). OndeU é o vetor velocidade 
tangencial. 
 
FIGURA 2. Esboço em corte da pá de um ventilador axial de uso residencial. 
 
 
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2.2 Instrumentação utilizada 
 
Os equipamentos utilizados nos teste desse trabalho estão listados na Tabela 1. 
Acompanham os dados técnicos necessários para a melhor referência de escala/resolução e 
precisão dos instrumentos utilizados. 
 
TABELA 1.- Equipamentos e estruturas utilizados nos experimentos 
Equipamento Quantidade 
Modo medição / 
Tipo 
Escala Resolução Precisão 
Termo-Higro-
Anemômetro 
1 
Anemômetro / 
Hélice 
0,4 - 25,0 
m/s 
0,1 m/s 
± 0,02 + 1 
dígito (Instrutherm, modelo: 
THAR-185) 
Tacômetro 
1 
Rotação/ Foto-
tacômetro 
2,5 - 
99999 
RPM 
1 RPM 
± 0,05 + 1 
dígito (Instrutherm, modelo: 
TD-812) 
Wattímetro 
1 
Potência ativa / 
Alicate 
0,05W - 
9999kW 
0,001W 
± 0,02 ± 
0,025W (Instrutherm, modelo: 
WD-950) 
Termo-Higrômetro 
Digital (Instrutherm, 
modelo:HT-600) 
1 
Temperatura e 
Umidade relativa 
0 - 50°C 0,1° ± 1°C 
20 - 99% 
UR 
1% ± 5 % 
Termo-Anemômetro 
Digital 
1 
Anemômetro / Fio-
Quente 
0.2 a 20.0 
m/s 
0.1 m/s 
 ± 3% + 1 
dígito (Instrutherm, modelo: 
TARF-180) 
Termo-Higro-
Anemômetro Barômetro 
1 Barômetro 
10,0 a 
999,9 hPa 
0,1 hPa 1,5 hPa 
(Instrutherm, modelo: 
THAB-500) 
Túnel de Vento 
(L= 3m; D= 0,6 m) 
1 
 
 
Software de Aquisição de 
dados (Instrutherm, SW-
U801) e cabo (SW10) 
1 
Notebook 1 
Ventilador 50 cm 
1 
Potência Nominal: 
160W 
 
 
No âmbito de instalação de ensaio, o ventilador deve ser posicionado na entrada do 
túnel de vento, respeitando as indicações da Figura 3 (INMETRO, 2012). O plano da hélice 
 
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do ventilador deve estar a aproximadamente 15 cm do plano da seção transversal de entrada 
do túnel de vento. 
 
 
FIGURA 3. Disposição dos equipamentos e indicadores necessários, (INMETRO, 2012). 
 
Para registrar as rotações da hélice, fita refletora foi fixada na pá do ventilador, na 
parte traseira, permitindo registrar as rotações com um tacômetro. Portanto, o tacômetro é 
instalado na extremidade direita da Figura 3, seguindo os procedimentos recomendados pelo 
fabricante, contidos no manual do equipamento. 
Considerou-se no ensaio que não haveria interferências no fluxo do escoamento 
produzido pelo ventilador, não existindo nenhum tipo de “barreira” ou objeto no interior do 
túnel de vento e a 1 metro após o plano de descarga do túnel de vento (INMETRO, 2012), 
visualizado na Figura 4. 
 
 
FIGURA 4. Foto modelo do aparato experimental: entrada do túnel. 
 
O anemômetro (fio-quente e hélice) foi instalado na seção de descarga do túnel de 
vento, extrema esquerda da Figura 3, respeitando as posições indicadas na Figura 5. Foi 
construído um suporte móvel para minimizar as vibrações, as quais poderiam ocasionar 
medidas errôneas nos valores adquiridos. O suporte pode ser visualizado na Figura 6. 
 
 
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FIGURA 5. Disposição dos pontos de medição de velocidade (INMETRO, 2012). 
 
 
FIGURA 6. Foto da bancada experimental: suporte para o anemômetro. 
 
O wattímetro foi instalado nos fios de alimentação elétrica do ventilador, seguindo o 
procedimento apresentado na Figura 7, proveniente do manual do fabricante (http://www.icel-
manaus.com.br/imagens/produtos/aw4600.pdf). 
 
 
FIGURA 7. Imagem esquemática da instalação do wattímetro alicate. 
 
2.3 Procedimento experimental 
 
Deixou-se o ventilador ligado por 30 minutos antes de começar os testes, conforme 
INMETRO (2012), para que o ventilador adquira o regime permanente do equipamento. 
 
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Trabalhos anteriores do grupo de pesquisa ARENA/UFGD demonstraram que o período é 
cabível (Trevisan e Leal da Silva, 2011). 
A medição da velocidade foi feita com o auxilio do anemômetro (fio-quente e hélice), 
utilizando-se o software de aquisição de dados indicado na Tabela 1, com valores registrados 
a cada 1 segundo (INMETRO, 2012). Feitas no plano de descarga do túnel de vento e na saída 
do ventilador (entrada do túnel de vento), na segunda não foi utilizado o software de aquisição 
de dados. 
A potência ativa foi mensurada com o wattímetro tipo alicate, na função de medição 
de potência em Watts (W). Foram anotados 10 valores no início e término de cada ensaio 
com uma determinada velocidade/rotação do ventilador, com intervalo de 20 segundos, 
totalizando 20 valores. 
O recomendado é que esses valores fossem registrados com aquisição computacional 
com intervalos de no máximo 2 segundos (INMETRO, 2012). No entanto o método utilizado 
pelos autores difere um pouco do método proposto por INMETRO, mas apresenta 
confiabilidade, demostrado em Leal da Silva e Andrade (2012). 
A medição da rotação das pás foi feita utilizando um tacômetro (função foto-
tacômetro), utilizando-se a unidade de medição em RPM. Foram respeitadas as exigências do 
mesmo anteriormente apresentadas na seção de instalação dos equipamentos. 
 
2.4 Equacionamento 
 
2.4.1 Coeficiente de eficiência energética normalizado (INMETRO, 2012) 
 
Para a referência INMETRO (2012) estabelece-se um coeficiente de eficiência para 
enquadrar os ventiladores de mesa residenciais nas categorias utilizadas na elaboração da 
etiqueta ENCE (Etiqueta Nacional de Conservação de Energia), que estabelece valores para o 
pleno funcionamento da lei da eficiência energética (Lei 10.295, 2001) e do PBE (Programa 
Brasileiro de Etiquetagem), com o segundo coordenado pela parceria entre PROCEL 
(Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica) e CONPET (Programa Nacional da 
Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural). 
Para o cálculo desse coeficiente (
ENCE
) é necessário saber a vazão que sairá pelo 
plano de descarga do túnel de vento, isto é, a quantidade de vazão que chegará a uma 
distância de 3 metros do ventilador demonstrado na Figura 3. 
Com os valores instantâneos de velocidade, obtém-se 
,a iv
 que é a média desses valores 
instantâneos em um dos pontos de medição, denominado i, representado na Figura 5 
calculado conforme Equação 1. Fazendo-se necessários os valores das velocidades 
 
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instantâneas medidas, 
,i nv
, divididos pela quantidade de medições instantâneas realizadas, 
n
, 
nesse experimento foram feitas 600 medições, sendo indicado por INMETRO (2012) no 
mínimo 600 e no máximo 3000. 
,
1
,
n
i n
a i
v
v
n

 
(1) 
A partir da média dos valores instantâneos pontuais pode-se mensurar a velocidade 
média do fluxo que está saindo pela seção de descarga do túnel de vento, 
armv ,
, mensurada em 
relação os 8 valores indicados na Figura 3. 
,
1,2,3,4,5,6,7,8
,
8
a i
i
m ar
v
v


 (2) 
Com a velocidade média calculada na Equação 2, e a área da secção de descarga do 
túnel de vento, 
sA
, calculou-se a vazão produzida pelo ventilador, conforme a Equação 3. 
sarmar AvQ .,
 (3) 
 
Com esses valores calculados anteriormente e os valores mensurados da potência ativa 
calculou-se o coeficiente de eficiência, Equação 4, estabelecendo uma relação entre a vazão 
na saída do túnel de vento e a potência ativa, 
aP
, consumida pelo ventilador. 
ENCE ar a
Q P 
 (4) 
Como a metodologia pode ser usada para diâmetros nominais variando entre 30 e 60 
cm, foi necessário normalizar esse valor com base na equação 5, onde 
d
 é o diâmetro da 
hélice do ventilador. 
dENCEnENCE .,  
 (5) 
A partir desse coeficiente de eficiência normalizada e a Tabela 2, disponibilizada por 
INMETRO (2012) estabelece-se a classificação do ventilador na sua categoria. A indicação de 
velocidade alta, média ou baixa refere-se à rotação (RPM) obtida em função da posição do 
botão controlador de velocidade. 
 
TABELA 2. Referência de enquadramento do ventilador (INMETRO, 2012). 
 
 
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Dentro dessa metodologia é necessário calcular o valor de variação das velocidades do 
fluxo, onde para esse calculo primeiramente foi-se calculado o desvio padrão, 

, das 
velocidades instantâneas em cada ponto da Figura 5 com o uso da Equação 6. 
 
2
, ,
1
1
1
n
a i m ar
i
v v
n


 


 (6) 
A partir do desvio padrão foi-se calculado o percentual de variação das velocidades, 
%v
, conforme Equação 7. 
%
,
100
m ar
v x
v
 
   
 
 (7) 
 
2.4.2. Equacionamento: Eficiência global do ventilador (Custódio, 2007). 
 
A partir desse momento será necessário mensurar o raio médio, 
mR
, da hélice do 
ventilador, calculado conforme a Equação 8. Onde 
eR
e 
iR
, raio externo e interno 
respectivamente podem ser visualizados no Figura 8. 
e(R )
2
i
m
R
R


 (8) 
 
Rotor
Re
Ri
 
FIGURA 8. Esquema da área útil dos ventiladores que engloba a área das pás; Adaptados de 
Henn (2006). 
 
 Também é necessário o cálculo da massa específica do ar local, 

 , que foi utilizado 
a lei dos gases ideais, indicada na Equação 9. Onde a pressão local, 
LocalP
, é mensurada com 
um barômetro, a temperatura, 
T
, é a média das temperaturas mensuradas no experimento e 
foi utilizado o valor de 287 [J/kmol.K] para constante dos gases ideias. 
. .LocalP RT
 (9) 
 
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A potência de escoamento do ventilador, 
EscP
, calculou-se a partir da Equação 10, 
utilizando os valores da velocidade medida na saída do ventilador (
sv
) e a área útil da hélice, 
hachurada na Figura 8. 
  322 ...21....21...21 sstssstsEsc vAvvAvQP   (10) 
O cálculo da eficiência global do ventilador (
t
) foi feito a partir Equação 11, que 
estabelece uma relação adimensional entre potência consumida pelo ventilador e a inserida no 
fluxo, resultando em uma porcentagem. 
100Esct
a
P
x
P
 
 (11) 
A Equação 10 é usualmente considerada para o cálculo do potencial eólico em 
turbinas eólicas (aerogeradores), onde se estabelece um cilindro imaginário ou “tubo de 
corrente”, Figura 9, onde a borda da base do cilindro é a área da seção transversal de saída do 
ventilador (ou entrada da turbina) tangência as pontas das pás da máquina de fluidos axial. 
 
 
FIGURA 9. Modelo esquemático do cilindro imaginário (“tubo de corrente”) utilizado em 
Custódio (2007). 
 
2.4.3. Eficiência global do ventilador (Henn, 2006) 
 
Mesmo a formulação anterior apresentando resultados razoavelmente precisos para o 
cálculo da potência de escoamento gerada pelo ventilador de mesa, mesmo possuindo vínculo 
em calcular a mesma em máquinas de fluxo motoras, é necessário uma metodologia de 
cálculo com base voltada para máquinas de fluxo geradoras, caso do ventilador de mesa 
residencial, que é adotada em Henn (2006). 
Nessa análise usa-se a teoria do triângulo genérico de velocidades aplicado em 
máquinas de fluidos, Figura 10, com seus respectivos vetores velocidade. Com U a velocidade 
tangencial, acompanha a rotação da hélice. A componente W é a velocidade de acompanha a 
geometria da pá. A última componente é o V que é a resultante das duas anteriores, compondo 
o vetor velocidade resultante que o fluxo está assumindo. 
 
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WV
Vt Wt
U
Vr = Wr
a ß
 
FIGURA 10. Triângulo de velocidades para máquinas de fluidos. 
 
Sendo o β o ângulo de fabricação da pá, que os mensurados para o ventilador ensaiado 
é apresentado na Tabela 3, podendo ser o de entrada (usado no triângulo de velocidades de 
entrada) ou de saída do fluxo (usado no triângulo de saída). 
No caso de ventiladores axiais a velocidade absoluta relativa (Vr) é dada pela 
velocidade do fluxo logo após a saída do ventilador. A velocidade tangencial foi calculada a 
partir da Equação 12, que faz uso da rotação específica da hélice, 

 (rad/s). 
. mU R
 (12) 
Os outros dados do triângulo podem ser calculados por equações algébricas simples, 
sendo aconselhável a utilização de seno ou cosseno onde a variação do resultado em relação 
ao ângulo é menor que no uso da tangente, assim diminuindo a chances de ocorrerem grandes 
diferenças entre os valores apresentados nos resultados. 
Conhecendo-se os valores dos vetores velocidade, foi calculado o trabalho específico 
(
,páY
) inserido no fluxo pela fórmula fundamental das máquinas de fluidos geradoras, mas 
comumente chamada de fórmula de Euler, Equação 13, onde 
tV
 é a componente tangencial da 
velocidade absoluta. 
tpá VUY ., 
 (13) 
A vazão na saída do ventilador, conforme Henn (2006) e Custódio (2007), é dada por 
QRotor. A partir desse resultado calcula-se 
,páP
, com a Equação 14. 
 , , ,. . . . .pá Rotor pá r st páP Q Y V A Y    (14) 
Então calcula-se a eficiência global do ventilador considerado-o como uma máquina 
de fluxo ideal, Equação 15. 
100
pá
pá
P
x
P
  
 (15) 
Esta valor de eficiência vale para uma máquina de fluxo ideal (MFI), considerando um 
número infinito de pás as quais possuem espessura desprezível, o que indica um valor limite 
máximo para a eficiência do equipamento. O cálculo da eficiência global real requer a 
aplicação de um fator de correção, denominado fator de deficiência de potência (

), usado 
 
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para determinar a potência real do escoamento de ar proporcionado pelo ventilador axial que 
resulta na condição representativa de uma máquina de fluxo real (MFR), conforme HENN 
(2006). 
 
3. RESULTADOS 
 
A Figura 11 mostra todos os dados a qual foram mensurados para o ventilador 
ensaiado com a utilização do anemômetro de fio-quente. 
As legendas P.E. e P.A., são respectivamente para potência do escoamento e potência 
ativa, junto com indicação da metodologia de referência para obtenção de conjunto de 
resultados. 
A curva de tendência adotada para os valores referentes a HENN (2006) e P.A. utiliza 
um polinômio de grau 3, e para as curvas referentes a Custódio (2007) um polinômio de grau 
2. 
 
 
FIGURA 11. Resultados do ventilador: anemômetro de fio-quente. 
 
Pode-se perceber na Figura 11 que ocorrem diferenças entre os resultados obtidos,em 
ambas as metodologias, Henn (2006) e Custódio (2007). A eficiência do primeiro está entre 
19 e 72% e do segundo entre 7 e 25%. No entanto, ambas as metodologias apresentam a 
mesma tendência entre eficiência e potência do escoamento para o ventilador ensaiado. 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
20
40
60
80
100
120
140
0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
E
fi
ci
ên
ci
a
 (
%
) 
P
.E
. 
e 
P
.A
. 
(W
) 
 
Vazão (m³/s) 
P.E. (HENN, 2006)
P.E. (CUSTÓDIO, 2007)
P.A.
Eficiência (HENN, 2006)
Eficiência (CUSTÓDIO, 2007)
 
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XII CONEMI 
São João del-Rei, Minas Gerais, 02 a 05 de Outubro de 2012 
 
 
 
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As diferenças observadas ocorre principalmente pelo fato de se tratar de 
equacionamentos para uma MFR (CUSTÓDIO, 2007) versus MFI (HENN, 2006). Estas 
condições foram bem discutidas em outro trabalho dos autores (Leal da Silva e Andrade, 
2012). 
Os resultados da Figura 11 apresentaram variação nas velocidades (Equação 7) 
medidas de 14,25%, 15,10%, 14,86% e 17,31%, respectivamente para as velocidades 1, 2, 3 e 
4. 
Um dos requisitos de aceitação para ensaios de ventiladores de mesa (INMETRO, 
2012) é a manutenção de um fluxo estável, dentro da margem de 5% de variação da 
velocidade. Portanto os resultados apresentados correspondem a uma condição de um fluxo 
não estável (INMETRO, 2012), com um grau de turbulência maior do que o recomendado. 
Uma provável influência para tal comportamento da variação de velocidade é devido às 
condições ambiente durante a realização do ensaio, temperatura de 15,8°C e umidade relativa 
de 77%, que somente a umidade relativa está dentro dos parametros recomendados de 
INMETRO (2012). 
Neste trabalho foram feitos ensaios com anemômetros de fio-quente e de hélice, 
apresenta-se na Figura 12 os resultados obtidos com o anemometro de hélice, com os mesmos 
grau de polinômio da Figura 11 para as metodologias utilizadas, percebendo que os valores se 
apresentam pouco diferentes dos valores obtidos com o anemômetro de fio-quente, com 
intervalo de eficiência de 25 à 69 % e 6 à 25 %, para Henn (2006) e Custódio (2007), 
respectivamente. 
O intervalo de potência de escoamento potência de escoamento de 6 à 79 W (HENN, 
2006) e 1,5 à 28 W (CUSTÓDIO, 2007), com o primeiro apresentando um intervalo maior. 
Os valores medidos para a temperatura ambiente e umidade relativa são respectivamente, 36,4 
°C e 36%, que estão fora dos parametros ideais de INMETRO (2012). Outro fator se 
apresentou diferente os ideais, a porcentagem de variação do fluxo de ar sendo 10,3%, 10,1%, 
11,1%, 12,0% e 14,9% para as velocidades 1, 2, 3,4 e 5 , respectivamente. 
 
 
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FIGURA 12. Resultados para o ventilador: anemômetro de hélice. 
 
Como percebido nas Figuras 11 e 12, existem diferenças entre os resultados obtidos 
com os anemômetros de fio-quente e hélice. Que também pode ser percebida na metodologia 
INMETRO (2012), apresentada na Tabela 3. 
 Percebendo-se que as variações são maiores em INMETRO (2012), onde pode-se 
facilmente enquadrar o ventilador em uma categoria de elevada eficiência (A) ou até mesmo 
rebaixa-lo para uma categoria menos eficiente (C). Outro ponto a ser analisado é a ocorrência 
de vazões diferentes entre a entrada do túnel de vento, visualizadas na Tabela 3, e a saída do 
mesmo, visualizadas nas Figuras 11 e 12, percebendo que a variação para o anemômetro de 
fio-quente é de 0,88 m³/s para 0,77 m³/s, respectivamente na saída e entrada do túnel de vento. 
Esse fato ocorre também em Leal da Silva e Andrade (2012). 
A partir dos dados registrados nos ensaios, chega-se a resultados interessantes, 
relembrando que as condições ambientais (temperatura ambiente e umidade relativa) 
diferirem das recomendadas por INMETRO (2012). 
Outro ponto importante é a quantidade de velocidades registradas, que apesar de 
estarem dentro da margem indicada em INMETRO (2012), ainda estão no mínimo indicado 
(600 valores), o que influenciará nos resultados da Equação 7, referente a porcentagem da 
variação das velocidades do fluxo 
 
 
 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
20
40
60
80
100
120
140
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
E
fi
ci
ên
ci
a
 (
%
) 
P
. 
E
. 
e 
P
.A
 (
W
) 
 
Vazão (m³/s) 
P.E. (HENN, 2006)
P.E. (CUSTÓDIO, 2007)
P.A
Eficiência (HENN, 2006)
Eficiência (CUSTÓDIO, 2007)
 
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TABELA 3. Resultados referentes aos dados apresentados nas Figuras 11 e 12 
utilizando a metodologia INMETRO (2012). 
Hélice 
Vazão Rotação Eficiência [(m/s.W)*d] Categoria 
0,88 1245 0,0036 ± 0,0004 B V1 
0,76 1090 0,0039 ± 0,0004 B V2 
0,59 812 0,0043 ± 0,0000 A V3 
0,45 642 0,0043 ± 0,0005 A V4 
0,26 376 0,0048 ± 0,0007 A V5 
Temperatura (°C): 
 
36,4 
 
 
Umidade (%): 
 
41 
 
 
Ângulo Beta (β): 13,07 
 
Fio-quente 
Vazão Rotação Eficiência [(m/s.W)*d] Categoria 
 0,77 1246 0,0031 ± 0,0005 C V1 
0,641048 0,0034 ± 0,0005 C V2 
0,51 832 0,0035 ± 0,0005 C V3 
0,38 607 0,0038 ± 0,0007 B V4 
Temperatura (°C): 
 
15,8 
 
 
Umidade (%): 
 
77 
 
 
Ângulo Beta (β): 13,07 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 60335-1 - 
Segurança de aparelhos eletrodomésticos e similares – Parte 1: Requisitos gerais (IEC 60335-
1:2006 - edição 4.2, MOD). Rio de Janeiro, ABNT, 2010. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11829 - Segurança de 
aparelhos eletrodomésticos e similares - Requisitos particulares para ventiladores. Rio de 
Janeiro, ABNT, 2008. 
CUSTÓDIO, R. S. Energia Eólica para Produção de Energia Elétrica. Eletrosul, Rio de 
Janeiro, Brasil, 280 p., 2007. 
HENN, E.A.L. Máquinas de Fluido, UFSM, Santa Maria, Brasil, 474 p, 2006. 
ICEL-MANAUS, Manual de instruções do alicate wattímetro modelo AW-4600. 
Disponível em <http://www.icel-manaus.com.br/imagens/produtos/aw4600.pdf > Acesso em: 
06 abril 2012. 
INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE 
INDUSTRIAL, Portaria N° 20. Requisitos de Avaliação da Conformidade para Ventiladores 
de Mesa, Parede, Pedestal e Circuladores de Ar. INMETRO, Rio de Janeiro, Brasil, 2012. 
 
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Lei Nacional Nº 10.295, Dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional 
de Energia e dá outras providências. Diário Oficial [da Republica Federativa do Brasil]. 
BRASIL, 2001 
Leal da Silva, R.; Andrade, E. S.; Eficiência energética e potência de escoamento 
proporcionado por um ventilador axial de pequeno porte para uso residencial. 5º CONEM – 
Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, São Luiz – MA, Brasil, 10 p., 2012. 
TREVISAN, L.S.F; LEAL DA SILVA, R. “Bancada portátil para realização de ensaios 
característicos em modelos diversos de ventiladores de mesa”, 5º ENIC/UFGD - Encontro de 
Iniciação Científica, Dourados - MS, Brasil, 14 p, 2011. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
O primeiro autor agradece a bolsa ITI - Iniciação Tecnológica Industrial concedida 
pelo CNPq, via UFGD através do programa PIBITI - Programa Institucional de Bolsas de 
Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação. Agradecimentos também são devidos 
ao Prof. Cristiano Marcio Alves de Souza pelo espaço físico disponibilizado no laboratório de 
Mecanização Agrícola (Engenharia Agrícola / FCA – Faculdade de Ciências Agrárias / 
UFGD) para a realização dos experimentos, bem como aos técnicos José Carlos Venturin e 
Davi Vriesman do curso de Engenharia de Energia / FAEN - Faculdade de Engenharia. 
O segundo autor agradece aos recursos obtidos para a realização do projeto de 
pesquisa intitulado “Eficiência energética em máquinas e equipamentos rurais”, via edital CT-
Energ/MCT/CNPq N° 050/2008 – Linha de Pesquisa 2, processo nº 578042/2008-8 
(Encerrado). Projeto de pesquisa institucional, UFGD/PROPP/COPq Projeto N° 2009/0122 
(Vigência: Agosto/2009 a Julho/2013).