Aula 4 (06 03) Introdução Ventiladores

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Prof.: Wendel Fonseca da Silva
MÁQUINAS DE FLUXO
Introdução Ventiladores Industriais
MÁQUINAS DE FLUXO
Introdução Ventiladores Industriais
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
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VENTILADORES
POR DEFINIÇÃO, 
O QUE SE ENTENDE POR VENTILADOR?
• É um cata vento?
• É uma hélice?
• É aquilo que a gente usa em casa no verão?
Quais das 3 definições pode é a correta?
TECNICAMENTE UM VENTILADOR É:
• Uma máquina que produz fluxo de gás com duas 
ou mais pás fixadas a um eixo rotativo
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INTRODUÇÃO
Os Ventiladores como outras turbomáquinas, são equipamentos
essenciais a determinados processos industriais e ao conforto
humano.
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• Processos industriais 
• E ao conforto humano. 
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INTRODUÇÃO
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UTILIZAÇÃO: 
• Processos industriais
Insuflação e tiragem de gases em geradores de vapor 
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VENTILADORES
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CONCEITOS:
• Um ventilador essencialmente é uma máquina de fluxo;
• Necessariamente um equipamento geratriz;
• Opera com substâncias gasosas ao invés de líquidas;
• São considerados turbomáquinas que se destinam a produzir
deslocamento de fluidos gasosos.
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VENTILADORES
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CONCEITOS:
• Os ventiladores transferem energia ao gás. Através da conversão
de:
Transferência de energia 
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VENTILADORES
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CONCEITOS:
• Nos ventiladores as pressões de trabalho que estão envolvidas
normalmente são inferiores a 1kgf/cm² (98KPa), porém existe exceções.
• Na maioria das situações, o escoamento é tratado como incompressível
uma vez que o aumento de pressão é muito pequeno pode ser
considerado desprezível.
• Porém, graças a essa energia adquirida, o gás pode se deslocar vencendo
as resistências da linha.
• O aumento da pressão gerada por este equipamento deve ser maior que
a resistência encontrada nas linhas.
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VENTILADORES
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Os ventiladores podem ser classificados segundo o nível
energético:
– Baixa pressão - até 0,02 kgf/cm² (1,96 KPa, 200 mmca);
– Média pressão - de 0,02 a 0,08 kgf/cm² (1,96-7,84KPa, 200 a 800 mmca);
– Alta pressão - de 0,08 a 0,25 kgf/cm² (7,84-24,5KPa, 800 a 2.500 mmca); e
– Altíssima pressão - acima de 0,25 kgf/cm² (mais de 24,5KPa, 2.500 mmca)
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VENTILADORES
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo o tipo construtivo: 
– Fluxo radial (Centrífugos), 
– Fluxo semi-axial (Hélico-centrífugos), 
– Fluxo Axial. 
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VENTILADORES
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo o tipo construtivo: 
– Fluxo radial (Centrífugos) 
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VENTILADORES
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo o tipo construtivo: 
– Semiaxial ou Hélico-centrífugo 
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo o tipo construtivo: 
– Axial 
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo a Forma das pás: 
– Pás retas; 
– Pás inclinadas para trás ou para frente; 
– Pás curvas de saída radial; 
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VENTILADORES
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo a Forma das pás: 
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo a Forma das pás:
– Configurações de pás do rotores dos ventiladores centrífugos:
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo a Forma das pás:
– Configurações de pás do rotores dos ventiladores centrífugos:
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo o Número de entradas: 
– Unilateral ou de aspiração simples e 
– Bilateral ou de dupla aspiração. 
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
• Segundo o número de rotores: 
– Simples estágio; 
– Duplo estágio e
– Múltiplo estágio.
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VENTILADORES
PARTES COMPONENTES DE UM VENTILADOR CENTRÍFUGO
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VENTILADORES
PARTES COMPONENTES DE UM VENTILADOR AXIAL
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VENTILADORES
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES
• Segundo o fluxo do ar:
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Centrífugos
• Rotor de pás curvadas para frente (sirocco);
• Rotor de pás curvadas para trás (limit load
e airfoil);
• Rotor de pás radiais
Axiais 
• Propeller
• Tuboaxial
• Vaneaxial
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VENTILADORES - Centrífugos Características
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• A rotação para certo rotor é determinada pela
velocidade periférica (R) necessária para produzir a
velocidade absoluta (S) de uma partícula de gás,
para aplicação.
• A velocidade do ar com relação à pá dada por B
• A extensão do vetor R, indica a RPM relativa ao
rotor para produzir determinada vazão.
• Com base nisto:
� o tipo Sirocco requer menor velocidade para mesma
vazão.
� o tipo Limit Load é o que requer maior velocidade
para mesma vazão.
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• Rotações relativamente baixas;
• Deslocamento de altas vazões com baixas
pressões estáticas;
• Intervalo de operação entre 30 e 80% da
vazão em descarga livre;
• Rendimentos estáticos máx. de 60-68%
• Curva de potência tipo “Sobrecarga”
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Rotor com Pás Curvadas para Frente (Sirocco)
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Vantagens:
– Baixo custo;
– Rotação baixa → minimiza tamanho de eixo e
mancal
– Intervalo de operação amplo
Desvantagens:
– Formato da curva dá a possibilidade de
instabilidade por paralelismo
– Sobrecarga no motor pode ocorrer no caso da
– Redução de pressão estática do sistema
– É mais fraco estruturalmente, não atingindo altas
rotações para aumento de pressão estática
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Rotor com Pás Curvadas para Frente (Sirocco)
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VENTILADORES - Centrífugos
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• Rotação aproximadamente 2 vezes a do 
Sirocco;
• Intervalo de operação entre 40 e 85% da 
vazão em descarga livre;
• Rendimento estático máximo de 
aproximadamente 80%;
• Geralmente qto maior o ventilador mais 
eficiente ele se torna para uma seleção.
• Curvas
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Rotor Com Pás Curvadas Para Trás Limit Load
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Vantagens:
– Maior rendimento;
– Curva de potência atinge um máximo dentro
do intervalo operacional;
– Um projeto mais “forte” torna-o mais
adequado para pressões mais elevadas;
Desvantagens:
– Requer maiores dimensões de eixos e
mancais, bem como maior importância no
balanceamento, em função das maiores
rotações;
– Operação instável quando a pressão estática
se aproxima da máxima (Q=0)
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES: Limit load
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• É um refinamento do Limit Load utilizando pás em
formato de aerofólio;
• Melhor do rendimento aproximadamente 86%;
• Operação silenciosa reduz nível de ruído;
• Usado onde se deseja economia de energia,
• Nos sistemas de ventilação, exaustão e ar
condicionado de alta velocidade, equipamento de
secagem de grãos e etc.
• Trabalha com ar ou gases limpos.
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Rotor Com Pás Curvadas Para Trás – Airfoil
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VENTILADORES - Centrífugos28
• São geralmente mais estreitos do que os
outros centrífugos;
• Por consequência exigem rotores maiores
para determinada capacidade;
• Adequado para volumes de ar baixos e
pressões estáticas altas
• Tem capacidade de exaurir ou insuflar
material com particulado solido
• Curvas
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Rotor Com Pás Radiais
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VENTILADORES - Centrífugos
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Rotor Com Pás Radiais
Vantagens:
– Ausência de instabilidade;
– Relação quase linear da potência com a vazão 
permitindo controle através do motor de 
acionamento;
Desvantagens:
– Alto custo;
– Rendimento menor.
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VENTILADORES - Centrífugos
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Centrífugo Tubular
• Um rotor Limit Load
• Uma carcaça cilíndrica, onde o ar é
descarregado radialmente e desviado
pela parede interna do cilindro, saindo
paralelo ao eixo.
• Pás de guia para recuperação da pressão
estática e correção do escoamento.
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VENTILADORES - Centrífugos
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Centrífugo Tubular
• Intervalo de operação semelhante ao Limit
Load de pás planas ou aerofólio (50 – 85%);
• Devido ao fluxo turbulento, o rendimento
estático é reduzido (máximo em torno de
72%) e o nível de ruído aumentado.
• A vantagem é o menor espaço requerido
devido ao fluxo em linha reta.
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VENTILADORES - Centrífugos
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CURVAS TÍPICAS
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VENTILADORES - Centrífugos
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Exemplos
Pás Curvadas Para 
Frente 
SIROCCO
Pás Curvadas Para 
Trás
LIMIT LOAD TUBULAR
Paralelo Unidade 
Condensadora
Modulo de 
Ventilação 40 MS
Modulo Trocador de 
Calor 40 MS
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VENTILADORES - Centrífugos
34Horizontal
MONTAGEM
Vertical
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VENTILADORES - Axiais
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES
Propeller
• Aplicado para grandes vazões e pouca ou
“nenhuma” pressão estática diferencial;
• Faixa operacional acima de 65% da vazão
em descarga livre.
• Possui as versões de parede e com
pedestal para ventilação em fábricas.
• Vazão de ar: 6.000 m³/h
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VENTILADORES - Axiais
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES
Vaneaxial
• São ventiladores axiais montados em um
cilindro;
• Diferem entre si pelas pás de guia dos
vaneaxiais;
• As pás de guia com o aerofólio instalado após o
rotor removem reduzindo as turbulências e as
perdas de energia e melhoram o rendimento e
permitem pressões mais elevadas.
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VENTILADORES - Axiais
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES
Vaneaxial
Vantagens:
– Peso e tamanho reduzidos;
– Fluxo em linha reta;
Desvantagens:
– Alto ruído e menor rendimento em 
relação aos centrífugos
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VENTILADORES - Axiais
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CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
Tubo-axial
• O rotor do ventilador é colocado no
interior de um tubo, permitindo a
conexão direta com o duto de aeração.
• Têm como características mover
médios volumes de ar a baixa pressão
estática.
• Tem características de carga limitada.
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VENTILADORES - Axiais
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CURVAS TÍPICAS
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VENTILADORES - Axiais
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Propeller
Tubular
Vaneaxiais
Exemplos Ventiladores Axiais
Condensadores evaporativos
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VENTILADORES - FLUXO MISTO
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Características dos ventiladores
• Escoamento intermediário entre os ventiladores axiais e centrífugos;
• Pode ter descarga axial ou radial;
• São geralmente usadas em grande porte, para tiragem em caldeiras e usinas
geradoras de energia.