Ventiladores

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Ventiladores: Conceitos Gerais, Classificação, Curvas Características e as ‘Leis dos Ventiladores’

O Trabalho de Compressão dos Gases

O princípio de operação dos ventiladores é semelhante ao das bombas centrífugas, como alertamos em capítulo anterior. Ventiladores e bombas centrífugas são máquinas de fluxo motoras que transferem energia a gases e líquidos, respectivamente, através da açãode um rotor. Sistemas de ventilação e de bombeamento têm a funçao de conduzir os gases e os líquidos entre dois ambientes, reservatórios, equipamentos, dispositivos, etc. Evidentemente, a natureza de cada fluido de trabalho e as funções das máquinas fazem com que alguns processos e fenômenos sejam específicos da movimentação dos gases; outros, da movimentação de líquidos. Por exemplo, háventiladores que prescidem de sistemas de ventilação: são aqueles utilizados na movimentação de ar ambiente (ventiladores de coluna, de teto, etc). As bombas, mesmo quando utilizadas para movimentar uma massa de líquido confinada em um reservatório, o fazem mais eficientemente quando conectadas a tubulações de sucção e/ou recalque (os misturadores são os dispositivos utilizados para movimentar líquidosconfinados). Outros exemplos: a cavitação é um fenômeno que deve ser considerado quando bombas e sistemas de bombeamento são selecionados e calculados; a variação de densidade é um processo a ser analizado quando um gás recebe energia em um ventilador ou escoa em um sistema de ventilação.
Sistemas de ventilação aplicados no condicionamento de ar (refrigeração, aquecimento, exaustão, filtragem,renovação, diluição de poluentes, etc) em ambientes residenciais, comerciais e industriais constituem uma grande parcela das unidades em uso. Os ventiladores utilizados nestas instalações são, geralmente, de baixa pressão, isto é, não transferem energia suficiente para impor uma variação apreciável de densidade do de trabalho do fluido de trabalho (o gás). Além disto, o escoamento nestes sistemas temvelocidade relativamente baixa. Consequentemente, o escoamento do ar (e outros gases) pode ser tratado como o escoamento de um fluido incompressível, o que facilita sobremaneira a análise e a torna similar à do escoamento de líquidos em tubulações (que já analisamos em capítulos anteriores). Assim, em nosso estudo dos ventiladores e sistemas de ventilação, vamos precisar quantificar a variação dadensidade do gás, quando o ventilador o pressuriza e quando há compressão ou descompressão no sistema de ventilação, para discriminar entre ventiladores de baixa e alta pressão, e escoamento incompressível e compressível em um sistema de ventilação.

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Figura 1. Ventilador axial

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Figura 2. Ventilador axial do túnel sob o Canal da Mancha
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Figura 3. Sistema de ventilaçãodo túnel sob o Canal da Mancha


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Figura 4. Rotor de ventilador axial



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Figura 5. Ventilador axial para túneis


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Figura 6. Aplicação de ventilador axial em ventilação de túnel
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Figura 7. Pequeno ventilador axial p/ resfriamento de CPU


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Figura 8. Soprador axial


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Figura 9. Ventilador centrífugo (radial “blower”)
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Figura 10.Pás radiais de ventilador centrífugo

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Figura 11. Rotor de ventilador centrífugo de pás radiais


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Figura 12. Ventilador radial tipo Sirocco (pás curvadas para frente)
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Figura 13. Ventilador radial tipo Sirocco (pás curvadas para frente)


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Figura 14. Ventilador radial de pás curvadas para trás
Seja então o processo de transferência de energia em umventilador. Se 1 e 2 representam, respectivamente, as seções de entrada e saída do ventilador (bocas de sucção e descarga), a energia específica transferida ao gás é (reveja a aplicação da Equação da Energia, detalhada no capítulo 2):

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onde V1 e V2 são, respectivamente, as velocidades do escoamento nas bocas de sucção e descarga do ventilador, respectivamente. A energia específica...
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