Ventiladores_ivano

Prévia do material em texto

Ventiladores
Prof. D.S. Ivano Alessandro Devilla
Definição
• 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 de energia
cinética.
Classificação
1. Segundo o nível energético de pressão que 
estabelecem, os ventiladores podem ser:
– Baixa pressão: até 2,0 kPa (200 mmCA);
– Média pressão: entre 2,0 e 8,0 kPA (200 a 800 mmCA);
– Alta pressão: entre 8,0 e 25 kPA (800 a 2500 mmCA); e
– Turbo-compressores: acima de 25 kPA (2500 mmCA)
2. 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 . O rotor pode
ser fabricado com as pás
curvadas para trás, para frente
ou radiais com pás retas; e
Classificação
Tipos de pás de ventiladores 
centrífugos
Pás curvadas para frente Pás curvadas para trás
Pás retas
Classificação
– Centrífugos:
– Ventiladores radiais ou de pás retas:
• Mais antigos, apresentando grande tamanho, baixo 
rendimento (em torno de 70%), desenvolvem 
pressões moderadas, e não retêm poeiras nas pás;
Classificação
– Centrífugos:
– Ventiladores de pás curvadas para frente:
• Rendimento em torno de 85% e fornecem vazões 
elevadas;
• Têm uma desvantagem que é o efeito "colher" no 
ar, o que faz o rotor do ventilador perder o 
balanceamento quando se utiliza ar muito sujo;
Classificação
– Centrífugos:
– Ventiladores de pás curvadas para trás:
• Apresentam melhores rendimentos (em torno de 
90%);
• Melhor relação entre tamanho e capacidade que o 
ventilador de pás curvadas para frente;
• São ventiladores de preços bastante altos;
2. Segundo a modalidade
construtiva:
• Axiais: o rotor se
assemelha a uma hélice.
O ar entra e sai dôo
ventilador
paralelamente ao eixo
deste.
Classificação
Características dos ventiladores axiais 
e centrífugos
Tipo de ventilador Vazão de ar Pressão estática Nível de ruído
Axial Alta Baixa Alto
Centrífugo Baixa Alta Baixo
Fonte: Milmann (1994)
Grandezas Características
• Número de rotações por minuto, n, ou a 
velocidade angular (radianos por segundo);
• Diâmetro de saída do rotor, D;
• Vazão, Q;
• Altura de elevação (útil, total de elevação e 
motriz);
• Potências (útil, total de elevação e motriz); e
• Rendimentos (hidráulico, mecânico e total).
Especificação de Ventiladores
• Vazão de ar fornecida, (Q);
• Pressão total aplicada ao ar, (Pt).
Pt = Pe+Pd
em que,
Pe = pressão estática
Pd – pressão dinâmica
Perda de carga do produto
em que,
Pg= Queda de pressão devido a resistência do 
produto, mmCA
Q=Fluxo de ar, m3 min-1 m-2
Hg=Altura da massa, m
a, b=Constantes que dependem do produto 
 bQ
haQ
P
g
g


1ln
2
Perda de carga na chapa perfurada
• Se Pf<10%  Cálculo
PfCp
Q
Pch
 
10x36,30 6

em que 
Pch = Queda de pressão na chapa, mmCA 
Q = Fluxo de ar, m3 min-1 m-2 
Cp = Coeficiente de porosidade dos produtos (varia de 0,3 a 0,5) 
Pf = Percentual de perfuração, decimal 
 
Queda de pressão em dutos
• Utilizar equações para escoamento de fluido 
em dutos fechados
• Hidráulica!
Curvas características dos ventiladores
• Ensaios de laboratório que permitem
expressar a variação de uma grandeza
característica em função de outra, em forma
de gráficos, possibilitando fácil e rápida
escolha do ventilador e análise de seu
comportamento em função das variações nas
grandezas representadas.
Determinação das curvas 
características dos ventiladores
Curva característica do sistema
Associação de Ventiladores
• Associações ou ligações de dois ou mais 
ventiladores em série ou em paralelo.
Paralelo Série
Associação de Ventiladores
Associação em série: é utilizada quando não 
queremos alterar a vazão mas aumentar a 
pressão fornecida pelos ventiladores. 
Soma-se as pressões de cada ventilador, e a 
vazão é a mesma de cada ventilador, os quais 
devem se iguais.
• Associação em paralelo: é utilizada quando
não queremos alterar a pressão mas dobrar a
vazão fornecida pelos ventiladores.
• Os dois ventiladores devem funcionar a
mesma pressão e a mesma vazão.
Associação de Ventiladores
Leis de semelhança
• Caso 1 – Rotor operando com o mesmo fluido
• Caso 2 – Rotores geometricamente semelhantes, operando com o 
mesmo número de rotações por minuto e mesmo fluido
• Caso 3 – Rotores geometricamente semelhantes, operando com o 
mesmo fluido e número de rotações diferentes
Dimensionamento de um 
Ventilador Centrífugo de Pás 
Radiais 
Valores pré-determinados
• Q = Vazão, m3 s-1
• H = Pressão total a ser vencida, mmCA
• Ra = Rendimento adiabático = 0,70
• Rh = Rendimento hidráulico = 0,70
• Rm = Rendimento mecânico = 0,85
• Ângulo da pá na saída do rotor = 90
Dimensionamento
• 1° passo
– Velocidade absoluta do ar na saída do rotor (C), 
m s-1
• 2° passo
– Diâmetro interno do rotor (D1), m
• 3° passo
– Diâmetro externo do rotor (D2), m
5,004,4 HC 
5,0
21 






C
Q
D
12,12 DD 
Dimensionamento
• 4° passo
– Número de rotações por minuto do rotor (N)
– em que, U2 = velocidade tangencial do rotor
• 5° passo
– Largura das pás do rotor na saída (L2) e na 
entrada (L1):
 
 214,3
260
D
U
N 
15,1
2
C
U 
22,02 DL 
21 LL 
Dimensionamento
• 6° passo
– Velocidade à entrada do rotor (C1), m s-1
• 7° passo
– Velocidade tangencial de entrada no rotor 
(U1):
 1*1**14,3
1
LDRh
Q
C 
60
*1*14,3
1
ND
U 
Dimensionamento
• 8° passo
– Ângulo de entrada das pás 1 = 90
• 9° passo
– Número de pás – varia de 10 a 20
• 10° passo
– Traçado da voluta ou difusor
Traçado da Voluta
L
L
12
3 4
d
c
b
a
f
Construção do ventilador
Rotor
Voluta