Aula 2 Máq. de Fluxo Ventiladores

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CURSO DE GRADUAÇÃO ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
MÁQUINAS DE FLUXO 
Modulo 1 - Ventiladores 
 
 
 Por: 
 Prof. Wendel Fonseca da Silva 
 UBM – ENGMEC 
 wendel.silva@ubm.br 
 web.ubm.br/graduacao/engenharia-mecanica 
 
 
Fev 2018 
 
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SUMÁRIO 
1. VENTILADORES ..................................................................................................................................... 3 
1.1. CLASSIFICAÇÃO ................................................................................................................................ 4 
1.2. Tipos de Ventiladores ............................................................................................................................ 6 
1.2.1. Principais ventiladores centrífugos ................................................................................................... 7 
1.2.2. Ventiladores axiais ............................................................................................................................ 9 
2. Propriedades do ar Ar .............................................................................................................................. 11 
2.1. Viscosidade Cinemática do Ar ............................................................................................................ 11 
2.2. Massa Especifica do Ar ....................................................................................................................... 11 
2.3. Viscosidade Absoluta .......................................................................................................................... 11 
2.4. Condições de ar padrão ....................................................................................................................... 12 
2.5. Fator de Correção da Massa de Específica .......................................................................................... 12 
3. Grandezas Características ........................................................................................................................ 13 
3.1. Potências e Rendimentos em Ventiladores .......................................................................................... 13 
3.2. Altura de elevação ............................................................................................................................... 14 
3.3. Potências ............................................................................................................................................. 15 
3.3.1. Potência Total de Elevação: ............................................................................................................ 15 
3.3.2. Potência Total de Elevação: ............................................................................................................ 16 
3.3.3. Potência Motriz (Mecânica ou Efetiva) .......................................................................................... 16 
3.3.4. Potência do Ventilador (Fornecida nos Catálogos de Fabricantes) ................................................. 16 
3.4. Rendimentos ........................................................................................................................................ 17 
3.5. Coeficiente Adimensionais .................................................................................................................. 18 
3.6. Rotação Especifica Característica – ns ................................................................................................ 18 
4. Pressões em Ventiladores ........................................................................................................................ 19 
4.1. Pressão estática – PE ............................................................................................................................ 19 
4.2. Pressão de velocidade - PV .................................................................................................................. 19 
4.3. Pressão total – PT ................................................................................................................................. 20 
5. Definição de Pressões em Ventiladores ................................................................................................... 20 
5.1. Pressão Total do Ventilador: (PTV) ...................................................................................................... 20 
5.2. Pressão de Velocidade do Ventilador: (PVV) ....................................................................................... 21 
5.3. Pressão Estática do Ventilador: (PEV) ................................................................................................ 21 
5.4. Potência no Eixo do Ventilador: (Weixo) .............................................................................................. 21 
5.5. Potência no Eixo de um Motor Elétrico: (WM) .................................................................................. 22 
6. Potencia sonora do Ventilador ................................................................................................................. 22 
6.1. Nível de potência sonora do ventilador ............................................................................................... 22 
7. Curvas características do ventilador ........................................................................................................ 23 
8. Levantamento da Curva Característica de Ventiladores .......................................................................... 24 
9. Perda de Carga ......................................................................................................................................... 25 
10. Leis dos Ventiladores .......................................................................................................................... 26 
11. Associação de Ventiladores ................................................................................................................. 29 
11.1. Associação em série ............................................................................................................................ 29 
11.2. Associação em paralelo ....................................................................................................................... 30 
12. SELEÇÃO DE VENTILADORES ..................................................................................................... 31 
13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................ 36 
 
 
 
 
3 
 
Turbomáquinas (Geratrizes ou Operatrizes) 
 
1. VENTILADORES 
 
Ventiladores são estruturas mecânicas utilizadas para converter energia mecânica de 
rotação, aplicada em seus eixos, em aumento de pressão do ar, utilizadas para deslocamento 
de gases. 
Podem ser afixados em paredes, tubulações, telhados ou em circulação de ar livre, como 
uma solução econômica e eficiente em diversas aplicações como: 
• Os ventiladores são utilizados para movimentar o gás. 
• Contam de um rotor com um conjunto de pás que permitem por um motor (elétrico) a 
transformação de energia mecânica do rotor em energia cinética e energia potencial. 
• A energia cedida pelo ventilador é absorvida pelo fluido escoando em dutos vencendo 
as resistências. 
• São utilizados nas indústrias de ventilação, climatização e em processos industriais. 
• São utilizados em siderúrgicas nos altos-fornos, em transporte pneumático. 
• Na agroindústria como sopradores para secagem de grãos. 
• Nos ventiladores os gases são considerados incompressíveis. 
• A ASME considera como limite para uso de ventiladores quando a relação de 
compressão é de 1,1 ou quando a variação da massa específica supera 7% . Acima disto 
considera-se o uso de compressores.• A ISO considera uma relação de compressão limite de 1,3. 
• As grandezas característica dos ventiladores são: a capacidade ou vazão Q, pressão 
desenvolvida (H), rotação n (rpm), Diâmetro do rotor (D2,) e rendimento (η). 
 
4 
 
1.1. CLASSIFICAÇÃO 
 
Os ventiladores, assim como as bombas, são classificados: 
 
a) Pelo tipo de rotor, 
b) Nível de pressão e 
c) Detalhes construtivos. 
d) Número de estágios: simples ou múltiplo-estagio. 
 
 
Tabela 1. Classificação de ventiladores 
 
a) Quanto ao tipo de rotor os ventiladores são classificados: 
 
• Ventiladores radiais (centrífugos) 
• Axiais 
 
 
 
5 
 
b) Segundo o nível energético de pressão que estabelecem 
 
• Baixa pressão: até 2 kPa (200 mmCA); 
• Média pressão: entre 2 e 8 kPa (200 a 800 mmCA); 
• Alta pressão: entre 8 e 25 kPa (800 a 2500 mmCA); 
• Turbo-compressores: acima de 25 kPa (2500 mmCA). 
 
 
Tabela 2. Classificação de Ventiladores em Função da Pressão 
 
 
c) Segundo a modalidade construtiva 
 
• Centrífugos – o ar entra na caixa ou voluta, paralelamente ao eixo do motor e é 
descarregado perpendicularmente à direção de entrada do ar; 
• Axiais – o rotor se assemelha a uma hélice. O ar entra e sai do ventilador 
paralelamente ao eixo. 
 
 
d) Número de estágios: 
 
• Simples 
• Múltiplo-estagio. 
 
 
 
 
 
6 
 
1.2. Tipos de Ventiladores 
 
São utilizados diversos critérios para classificar os ventiladores, mas os mais utilizados são: 
 
Tabela 3. Classificação de ventiladores 
 
 
7 
 
1.2.1. Principais ventiladores centrífugos 
 
 Ventilador centrífugo de pás inclinadas para frente 
 
• Eficiência mais elevada que do ventilador de pás retas, mas não é adequado para 
trabalhar com ar contendo material particulado; 
• Não é adequado para trabalhos de alta pressão; 
• Ocupa pouco espaço. 
 
Figura 1. Classificação de ventiladores 
 
É bastante utilizado na ventilação geral diluidora e na ventilação para conforto ambiental, 
pois o ar insuflado para dentro do ambiente está praticamente isento de partículas. 
 
 
Figura 2 – Ventilador centrífugo de pás inclinadas para frente 
 
 
8 
 
 Ventilador centrífugo de pás inclinadas para trás 
 
Trabalha com velocidades maiores que os anteriores e possui características importantes: 
• Apresenta eficiência mais elevada; 
• É silencioso; 
• Tem auto-limitação de potência decorrente da forma de sua curva de potência. 
 
Se o motor de acionamento for selecionado para o pico da curva de potência, não existirá 
perigo de ocorrer sobrecarga. 
 
 
Figura 3 – Ventilador centrífugo de pás inclinadas para trás 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
1.2.2. Ventiladores axiais 
 
Nos ventiladores axiais o gás é aspirado pelo bocal de entrada e saí por um difusor 
de saída. O conjunto fica no interior de corpo tubular. São conhecidos como tuboaxial. 
Existem aqueles que apresentam guias de entrada ou de pre-rotação para direcionar o fluxo 
paralelamente ao eixo do duto e eliminar a rotação do fluxo. Um ventilador com guias 
denomina-se vaneaxial. O controle da vazão é realizado por aletas na entrada ou por 
palhetas reguláveis. As pás tem formato aerodinâmico. Como outras máquinas de fluxo 
axial, são utilizados em sistemas que se deseja grandes vazões e baixa pressão. 
 
 
Figura 4 - Ventilador axial 
 
 
Figura 5 - Ventilador axial do túnel sob o Canal da Mancha 
 
 
10 
 
 Ventilador axial propulsor 
 
Indicado para movimentar grandes vazões de ar, com pequenos diferenciais de pressão. 
• Vantagem: construído com grande simplicidade e, consequentemente, baixo custo; 
• Normalmente é instalado sem duto. 
• Muito utilizado na ventilação geral diluidora. 
 
 
Figura 6 – Ventilador axial propulsor 
 
 Ventilador de tubo axial 
 
Trabalha com pressões maiores que o ventilador axial propulsor, com um rendimento 
maior. Isto é possível devido ao rotor com pás de melhor perfil aerodinâmico que o anterior 
e a presença do tubo axial. 
Para aumentar ainda mais a eficiência, podem ser afixadas no interior do tubo axial, aletas 
estabilizadoras do fluxo. 
 
 
Figura 7 – Ventilador de tubo axial 
 
11 
 
2. Propriedades do ar Ar 
 
2.1. Viscosidade Cinemática do Ar 
 
A viscosidade cinemática é uma propriedade do fluido derivada da viscosidade 
absoluta a qual por sua vez é função da temperatura. 
Para aplicações de ventilação industrial, pode-se utilizar a seguinte expressão da 
viscosidade cinemática (m²/s) em função da temperatura (°C): 
 
 
 
2.2. Massa Especifica do Ar 
 
Para análise do escoamento em ventiladores pode-se utilizar a lei de estado para 
gases perfeitos dada como: pV = mRT 
Onde: p é a pressão absoluta, V o volume ocupado pelo gás, m a massa do gás (kg), T a 
temperatura absoluta do ar (°K) e R a constante do gás. Para o ar R=287J/kg K. 
 
A massa especifica é então dada como: 
 
 
 
2.3. Viscosidade Absoluta 
 
A viscosidade absoluta é dada em função das duas variáveis definidas 
anteriormente. 
 
 
 
 
12 
 
2.4. Condições de ar padrão 
 
Como o desempenho dos equipamentos utilizados em ventilação industrial é função 
do estado termodinâmico do ar é usual apresentá-lo para uma condição padrão, definida 
por: 
 
 
2.5. Fator de Correção da Massa de Específica 
 
Tomando como referência as condições padrão (ρ0, T0,P0 ) podemos definir um 
fator de correção que permite determinar a massa especifica: 
 
 
Onde (ρ, T, P) são as condições atmosféricas diferentes das condições padrão. Para pressão 
barométrica em mmHg e temperatura ambiente (T) em °C, o fator de correção pode ser 
determinado pela equação: 
 
 
Assim, a massa especifica corrigida 
 
 
 
Onde P é a pressão barométrica local (mmHg). Para condições normais fc =1. Para 
temperaturas e altitudes maiores que a padrão (to = 20°C e Z = 0 m) o fator de correção fc é 
menor que 1. 
 
 
13 
 
3. Grandezas Características 
 
3.1. Potências e Rendimentos em Ventiladores 
 
No fluxo de energia transferido do ventilador para o gás existem diversas formas de 
dissipação de energia desde a energia inicial do motor que aciona o ventilador até a energia 
final absorvida pelo fluido. 
O motor apresenta uma energia motriz (Hm) que deve ser transferida ao rotor. Como o 
sistema mecânico de acoplamento e transmissão não é perfeito existirá uma dissipação 
mecânica de energia quantificada como perda mecânica (Jm). 
A energia efetivamente absorvida pelo rotor é denominada energia de elevação (Ht#) 
sendo relacionada com a energia motriz pelo rendimento mecânico (ηm). 
Devido à dissipação de energia no interior do ventilador (por atrito e recirculação de 
fluxo) a energia do rotor (Ht#) não é transferida totalmente ao fluido sendo as perdas 
quantificadas como perdas hidráulicas (Jh). 
A energia transferida do rotor ao fluido é relacionada pelo rendimento hidráulico. Além 
disto, parte da vazão que entra no ventilador recircular na mesma e escapa por má vedação. 
Isto quantifica-se considerando um rendimento volumétrico (ηv). 
A energia realmente absorvida pelo fluido é denominada altura manométrica (Hman) 
reconhecida como a energia final do fluxo. O rendimento global (ηG) quantifica a relação 
entre energia final (Hman) (absorvida pelo fluido) e a energia motriz para acionamento do 
ventilador (Hm). 
 
 
Figura 8. Relações entre rendimentos e alturas em ventiladores. 
 
 
 
14 
 
Existem certas grandezas importantes para o funcionamento e para o desempenho de 
ventiladores. São elas: 
 
• Altura de elevação; 
• Número de rotações por minuto; 
•Vazão; 
• Potência; 
• Rendimento. 
 
 
3.2. Altura de elevação 
 
Representa o desnível energético entre dois pontos e é expressa em altura de coluna de 
líquido. 
 
Altura total de elevação (Ht) – é a energia total cedida pelo rotor do ventilador ao ar. Uma 
parte desta energia é perdida no próprio ventilador (h), por atrito e turbilhonamento (perdas 
hidráulicas). 
 
Altura útil (H) – é a energia adquirida pelo fluido durante a passagem pelo ventilador. É 
definida por H = Ht – h. 
 
Altura motriz de elevação (Hm) – é a energia mecânica fornecida pelo eixo do motor. 
Uma parte desta energia é perdida sob a forma de perdas mecânicas, Hp, nos mancais e na 
transmissão por correia. Pode-se escrever Hm = Ht + Hp. 
 
 
 
 
 
 
15 
 
3.3. Potências 
 
A potência é a energia fornecida para efetuar trabalho na unidade de tempo. A cada 
altura elevação existe uma potência com a mesma designação. 
A potência, P [kW] necessária para instalação de um ventilador é: 
 
 
Onde: 
ρ = massa específica do ar, [kg/m³]; 
Q = Vazão do ventilador, [m³/s]; 
H = altura de elevação (total, útil ou motriz), [m]; 
ƞ = rendimento total do ventilador. 
 
 
3.3.1. Potência Total de Elevação: 
 
Representa a potência cedida pelas pás do ventilador ao fluido. 
 
 
 
Onde ρ é a massa específica do gás, 
Q a descarga ou vazão do ventilador, 
Hu é a altura útil de elevação que equivalente a altura manométrica em bombas (Hman). 
Representa a pressão total do ventilador expressa em metros de coluna de gás. Considerado 
dentro do fluxo de energia a altura útil é dada por: 
 
 
Onde ηh é o rendimento hidráulico e Ht# é a energia do rotor para número finito de pás. 
 
16 
 
Para um sistema de ventilação industrial Hu pode ser dado como: 
 
 
Onde JT é a perda de carga do sistema e Vsaída é a velocidade no duto de saída do gás. 
 
 
3.3.2. Potência Total de Elevação: 
 
Representa a potência cedida pelas pás do ventilador ao fluido. 
 
 
 
Onde He é a altura total de elevação. Para número infinito de pás (Htoo ) é dada como: 
 
 
3.3.3. Potência Motriz (Mecânica ou Efetiva) 
 
 
 
 
3.3.4. Potência do Ventilador (Fornecida nos Catálogos de Fabricantes) 
 
Com H = Hu a altura útil de elevação, a potência do ventilador fornecida pelos fabricantes 
é dada por: 
 
 
 
17 
 
Se o sistema trabalha com ar, na expressão acima H é dado em metros de coluna de 
ar (m.c.ar). Quando se trabalha com H em mmH20 devem ser utilizadas as unidades 
coerentes. Primeiro devemos transformar mmH20 em pressão (Pascal) e depois converter 
em metros de coluna de ar. 
 
 
 
3.4. Rendimentos 
 
É a relação entre a potência aproveitada e a fornecida. 
 
• Rendimento hidráulico (Ƞh) – é a relação entre a potência útil e a potência total; 
• Rendimento mecânico (Ƞm) – é a relação entre a potência total útil e a potência 
motriz; 
• Rendimento total (Ƞ) – é o produto do rendimento hidráulico pelo rendimento 
mecânico. 
 
 
 
Onde Q é a vazão do gás realmente deslocado pela ação do ventilador e Qf a vazão de gás 
que fica circulando do interior devido a diferenças de pressão que provocam a recirculação 
interna de uma parcela do gás denominada como vazão de fugas. 
 
Rendimento Total ou Global 
 
 
18 
 
3.5. Coeficiente Adimensionais 
 
Segundo o valor da rotação específica ns podemos saber o tipo de ventilador mais 
apropriado para uma determinada condição. O uso de coeficientes adimensionais de pressão 
e de vazão permitem conhecidos H, Q e n estimar por exemplo qual o diâmetro externo do 
ventilador e qual será a velocidade periférica. Coeficiente de Pressão ou Altura Especifica: 
 
 
 
Coeficiente de vazão ou Capacidade Especifica 
 
 
 
Tabela 4. Coeficientes de vazão e de pressão ϕ (Coeficientes de Rateu) 
 
 
3.6. Rotação Especifica Característica – ns 
 
Um ventilador que proporciona uma vazão unitária sob uma altura manométrica 
unitária recebe o nome de ventilador unidade sendo seu número de rotações denominado 
rotação ou velocidade especifica ns (rpm). Todos os ventiladores geometricamente 
semelhantes têm um mesmo ventilador unidade cuja forma caracterizará todos os 
ventiladores da mesma série. 
 
 
*Os valores de (Q,H) considerados correspondem ao ponto de máximo rendimento. 
 
19 
 
Na se apresenta uma Tab.5 com valores de ns para diferentes tipos de ventiladores. 
 
Tabela 5. Seleção do tipo de ventilador segundo a rotação especifica (rpm) 
 
Pela superposição dos valores de ns, na Tab.5 se observa que para uma determinada 
aplicação podem ser utilizados mais do que um tipo de ventilador. 
 
 
4. Pressões em Ventiladores 
 
4.1. Pressão estática – PE 
 
Função do estado termodinâmico do escoamento do ar, exercido igual em todas as 
direções. A pressão estática decresce ao longo de um duto de seção constante e cresce no 
aumento de seção (recuperação da pressão). 
 
 
4.2. Pressão de velocidade - PV 
 
Associada à energia cinética do escoamento do ar. Conhecido também como pressão 
dinâmica. Mantém-se constante em dutos de seção transversal constante. Medida com tubo 
de Pitot-Prandtl. 
 
 
Onde ρ (kg/m³) é a massa especifica do gás e V (m/s) a sua velocidade media 
 
20 
 
4.3. Pressão total – PT 
 
Soma algébrica das pressões estática e de velocidade. Resulta da desaceleração do 
fluido até o repouso e é por este motivo denominada pressão de estagnação. Sempre 
decresce ao longo do sistema de dutos, podendo aumentar somente quando houver 
suprimento de energia ao escoamento (através do ventilador). 
 
 
 
 
Figura 9. Esquema para definição das pressões estática total e de velocidade 
 
 
5. Definição de Pressões em Ventiladores 
 
5.1. Pressão Total do Ventilador: (PTV) 
Diferença entre a pressão total do ar na saída e na entrada do ventilador. 
 
 
 
 
 
21 
 
Obs: Se a velocidade media na entra e saída da tubulação são iguais então a pressão 
dinâmica (PV) é igual e desta forma a pressão total pode ser simplificada podendo ser 
determinada somente pelas pressões estáticas na entrada e saída do ventilador. 
 
 
 
 
5.2. Pressão de Velocidade do Ventilador: (PVV) 
 
Representa a pressão de velocidade correspondente à velocidade média do ar na saída do 
ventilador. 
 
 
 
5.3. Pressão Estática do Ventilador: (PEV) 
 
Representa a diferença entre a pressão total do ventilador (PTV) e a pressão de velocidade 
do ventilador (Pvv). Cabe salientar que (Pvv) é considerada com a velocidade na saída do 
ventilador. 
 
 
 
5.4. Potência no Eixo do Ventilador: (Weixo) 
 
 
 
Onde H (m.c.ar) é a altura útil ou manométrica, Q (m³/s) a vazão do ventilador e ηG é o 
rendimento global. 
 
 
22 
 
5.5. Potência no Eixo de um Motor Elétrico: (WM) 
 
 
 
Onde I a corrente do motor, E a tensão cosφ fator de potência do motor. ηM rendimento do 
motor elétrico. (Cosφηm ≈ 0,8). Considerando o acionamento por acoplamento direto: 
WM = WV 
 
 
6. Potencia sonora do Ventilador 
 
A potência sonora do ventilador, Ws é a potência sonora total irradiada pelo 
ventilador, (expressa em watts). 
 
 
6.1. Nível de potência sonora do ventilador 
 
O nível de potência sonora, NWs (em decibéis, dB) é dado por: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
7. Curvas características do ventilador 
 
As curvas características de um ventilador expressam o seu desempenho para uma dada 
massa específica do ar. 
Para uma dada rotação, são efetuadas determinações de Peixo, Ƞ e Q, para diversas 
posições da válvula cônica. 
Os resultados são apresentados em gráficos onde os valoresde pressão e Ƞ são plotados 
em função de Q. Um conjunto típico de curvas características é mostrado na Figura 10. 
 
 
Figura 10 – Características de um ventilador centrífugo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
8. Levantamento da Curva Característica de Ventiladores 
 
Para levantar a curva característica de um ventilador em laboratório pode ser utilizado o 
esquema mostrado na Fig. 10. 
O ventilador é condicionado num sistema acoplado a um duto o qual possui um 
homogeneizador de fluxo e no seu extremo uma válvula ou registro tipo cónico. Com uso 
de um tubo de Pitot pode-se determinar a pressão total no ventilador. Com o registro 
totalmente fechado (shutoff) a vazão é igual a zero e se obtém a pressão máxima que o 
ventilador pode liberar. Com o registro totalmente aberto (free delivery) a vazão será 
máxima e a pressão mínima. 
 
 
Figura 10. Esquema para levanta a curva característica de um ventilador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
Para graficar a curva, são levantados pontos intermediários entre a pressão máxima 
e a pressão mínima (Fig.11). 
 
Figura 11. Curva característica de um ventilador 
 
 
9. Perda de Carga 
 
A perda de carga de um sistema de ventilação industrial pode ser expressa em função da 
vazão do ventilador, Q, pela equação: 
 
∆P = KsvQ2 
 
Ksv = coeficiente de perda do sistema de ventilação. 
 
A equação acima representa a família de curvas parabólicas conhecida como curvas 
características do sistema. 
 
26 
 
A resistência ao escoamento apresentada por um sistema, não é obrigatoriamente 
fixa. A adição de novos componentes, a variação da abertura de válvulas reguladoras, a 
deposição de material particulado em meios filtrantes, são alguns dos fatores que alteram 
esta resistência, modificando, portanto, o coeficiente Ksv. 
As características gráficas de um ventilador centrífugo, assim como as de uma bomba 
centrífuga, mudam de posição quando a velocidade muda. 
 
 
10. Leis dos Ventiladores 
 
As leis dos ventiladores são decorrentes da aplicação da teoria da similaridade às 
máquinas de fluxo. Elas são resumidas a seguir. 
 
 Ventilador trabalhando com ar, com massa específica ρ constante e rotações 
diferentes 
 
As equações de similaridade, aplicadas às bombas, 
 
Também são aplicadas para os ventiladores, acrescentando-se: 
 
 
n1, n2 = rotações dos ventiladores, rpm. 
 
27 
 
 Ventiladores geometricamente semelhantes, trabalhando com mesma rotação 
(n=cte) e com massas específicas iguais (ρ=cte) 
 
Onde: D1, D2 = diâmetros dos rotores dos ventiladores 
 
 Ventiladores geometricamente semelhantes, trabalhando com rotações 
diferentes e com massas específicas iguais (ρ=cte) 
 
 
 
Estas leis devem ser aplicadas com cautela, pois para grandes variações de vazão e 
rotores de tamanhos muito diferentes, a similaridade deixa de existir. 
 
28 
 
Um ventilador conectado a um sistema de dutos, apresenta uma vazão proporcional 
à perda de carga produzida pela tubulação de acordo com a equação ∆P = KsvQ2. 
Quando plotamos as curvas características do ventilador e do sistema de dutos em 
um único diagrama, a vazão de ar fornecida pelo ventilador corresponderá ao ponto de 
interseção das duas curvas, como mostra a Figura 12. Neste ponto, o acréscimo de pressão 
produzido pelo ventilador equilibra a resistência ao escoamento oferecida pelo sistema de 
dutos. 
 
 
Figura 12 – Ponto de equilíbrio Ventilador-sistema 
 
Obviamente, as condições reais de operação de um ventilador conectado a um 
sistema de tubulações podem ser bem diferentes das condições de teste em laboratório, 
muitas vezes fazendo com que o seu desempenho seja diferente do previsto. A principal 
causa desta divergência é a instalação de acessórios como curvas, variações de diâmetro do 
duto, etc., próximo à sucção do ventilador. A presença de acessórios próximos à descarga 
também afeta o desempenho, embora em menor intensidade. 
 
 
 
 
29 
 
11. Associação de Ventiladores 
 
11.1. Associação em série 
 
São utilizados quando é necessário fornecer pressões maiores que a disponível por 
um único ventilador. 
Quando dois ventiladores são ligados em série a boca de descarga do primeiro é 
acoplada a boca de aspiração do segundo. Teoricamente a vazão em cada ventilador será a 
mesma, sendo somadas as pressões totais 
Dois ventiladores ligados em série têm a mesma vazão e suas pressões totais são 
somadas. Conforme figura abaixo: 
 
Figura 13 – Curvas características de dois ventiladores em série 
 
Com o uso de ventiladores em estágio pode-se obter resultados semelhantes. Na 
prática nestes sistemas existe uma redução da vazão devido ao aumento da massa específica 
do ar após passas pelo o primeiro ventilador ou estagio. 
Também ocorre uma perda de desempenho no segundo ventilador (ou estágio) 
devido as condições de aspiração não-uniforme. 
 
 
 
30 
 
11.2. Associação em paralelo 
 
Quando dois ventiladores são associados em paralelo, a pressão total produzida pelos 
ventiladores é única e as suas vazões individuais se somam. Conforme abaixo: 
 
 
Figura 14 – Curvas características de dois ventiladores em paralelo 
 
 
Figura 15. Conexão em paralelo de ventiladores 
 
Quando dois ventiladores são associados em paralelo, a pressão total será a mesma 
sendo somadas as vazões individuais. Sistema apropriado quando é necessário movimentar 
grandes volumes de ar. O desempenho real não será igual ao teórico se as condições de 
aspiração não forem adequadas. Deve ser evitado a conexão em paralelo de ventiladores 
com pás para frente já que apresentam curvas de pressão-vazão que podem apresentar 
funcionamento instável. 
 
31 
 
12. SELEÇÃO DE VENTILADORES 
 
As curvas de pré-seleção de ventiladores, como apresentadas pelos fabricantes, são em 
tudo similar às das bombas centrífugas. Na Figura 16 está a curva de pré-seleção da linha 
de ventiladores VBR da Bernauer. O campo de aplicação de cada ventilador está 
demarcado por curvas características limítrofes (acima e abaixo) e por parábolas de mesmo 
estado de choque” (ou as curvas de isoeficiência, à esquerda e à direita). 
 
Figura 16. Curvas de pré-seleção dos VBR da Bernauer 
 
32 
 
Apesar de ser dominante a apresentação gráfica da relação funcional (ptotal x vazão) 
como a curva característica do ventilador, há fabricantes que fornecem aos usuários o 
gráfico da relação funcional (pest. x vazão), sendo pest. a pressão estática manométrica na 
saída do ventilador, pest. = p2/ρg [mmH2O ou mH2O]. A pressão dinâmica na saída do 
ventilador deve ser então fornecida ou determinada pelo instalador / usuário para que se 
calcule a pressão total em cada ponto operacioal correspondente. Assim, a pressão total é 
facilmente calculada, para cada ponto operacional, somando-se à pressão estática a pressão 
dinâmica correspondente (a velocidade é obtida da vazão e da área da boca de descarga – 
boca premente - do ventilador). 
A forma das curvas características dos ventiladores está associada à forma do rotor 
destes equipamentos. E, o que é deveras interessante e importante, a instalação e a operação 
de um certo ventilador em um sistema de ventilação, dependerá da forma de sua curva 
característica; em outras palavras, da forma de seu rotor. 
Pode-se dizer que a referência fundamental, completa e indispensável para o projetista / 
instalador nestes aspectos construtivos e operacionais dos ventiladores é o: 
• “ASHRAE Handbook: Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Systems and 
Equipment”, editado pela American Society of Heating, Refrigerating, and Air-
Conditioning Engineers. 
Não deixe de consultá-lo, estas informaçõesnele contidas estão muito mais detalhadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
ANEXO - TABELAS 
 
Tabela A -1 Propriedades do Ar a Pressão Atmosférica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
Tabela A-2 - Fator de Correção das Massa Especifica 
 
 
Tabela A-2 Fator de Correção das Massa Especifica em função da Temperatura e Altitude 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 
Fator de correção da massa específica do ar para diferentes altitude e temperaturas. 
 
 
 
 
Conversão de unidades 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
� - Macintyre A. J. – Equipamentos Industriais e de processo 
� - Mesquita A. L. S. – Engenharia da Ventilação Industrial 
� - Industrial Ventilation – American Conference of Governmental Industial Hygienists 
� Ventilação industrial: Controle da Poluição, A. J. Macintyre. RJ, Ed. Guanabara, S.A, 
1990. 
� • Ventilação Industrial, C. A. Clezar. A. C.Ribeiro Nogueira., Ed. Da UFSC., 1999 
 
� http://www.otam.com.br/ 
� http://www.aircontrolindustries.com/ 
� http://www.canadianblower.com/ 
� http://www.robinsonfans.com/ 
� http://www.wobben.com.br/ 
� http://www.alstom.com 
� www.schulz.com.br/,