Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Engenharia Mecânica TM-184 VENTILAÇÃ ÇÃO. Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos

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1 Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Engenharia Mecânica TM-184 VENTILAÇÃ ÇÃO Prof. Dr. Rudmar Serafim Matos

2 1. INTRODUÇÃ ÇÃO 2. COMPONENTES DA VLE 3. SISTEMAS 4. PRINCÍPIOS PIOS GERAIS 5. CAPTORES 6. PROCESSOS QUENTES 7. JATOS PLANOS DE AR 8. DUTOS 9. VENTILADORES 10. EQUIPAMENTOS COLETORES DE CONTAMINANTES 11. PROJETO DE UMA VLE

3 1. INTRODUÇÃ ÇÃO O O problema

4 1. INTRODUÇÃ ÇÃO As soluçõ ções Soluçã ção pobre Soluçã ção final

5 1. INTRODUÇÃ ÇÃO VENTILAÇÃ ÇÃO O O OBJETIVO FUNDAMENTAL DA VENTILAÇÃ ÇÃO É CONTROLAR A PUREZA DO AR,, VISANDO A SEGURANÇA A E O BEM ESTAR FÍSICO F DOS TRABALHADORES. NATURAL (meios naturais.) MECÂNICA (eqtos( eqtos.. mecânicos)

6 1. INTRODUÇÃ ÇÃO VENTILAÇÃ ÇÃO O INDUSTRIAL OBJETIVA TAMBÉM, M, IMPEDIR O LANÇAMENTO AMENTO DE CONTAMINANTES NA ATMOSFERA AMEAÇANDO ANDO A SAÚDE E A VIDA DA POPULAÇÃ ÇÃO. O. GERAL DILUIDORA (A fonte de poluiçã ção o não n está confinada.) LOCAL EXAUSTORA (a fonte de poluiçã ção é perfeitamente identificada e localizada no interior do ambiente de trabalho.)

7 2. COMPONENTES DA VLE É REALIZADA POR MEIO DE UM EQUIPAMENTO CAPTOR DE AR JUNTO À FONTE POLUIDORA (GASES, VAPORES, POEIRAS TÓXICAS, T ETC.), ANTES QUE OS MESMOS SE DISPERSEM NO AR DO AMBIENTE DE TRABALHO. a) Captor b) Dutos c) Ventilador d) Coletor

8 2. COMPONENTES DA VLE

9 4. PRINCÍPIOS PIOS GERAIS Entradas e saídas de ar Evitar a tomada de ar contaminado

10 5. CAPTORES Captor receptor Captor externo Velocidade de captura -> > deve ser suficiente para arrastar o contaminante Vazão o de captura -> > Q = V A

11 3. SISTEMAS Coletor unitário Sistema central

12 4. PRINCÍPIOS PIOS GERAIS Enclausurar Captor próximo ximo

13 4. PRINCÍPIOS PIOS GERAIS Vantagem Induzir Vc Simetria

14 5. CAPTORES Cabine Captor enclausurante

15 5. CAPTORES Projeto de captores 1. Mentalmente enclausure a operaçã ção, processo ou equipamento gerador de contaminante; ; nesse enclausuramento coloque a tubulaçã ção o de exaustão. 2. Retire desse captor enclausurante as partes necessárias para permitir o acesso ao processo, à operaçã ção o ou aos equipamentos. 3. Se necessário, afaste o mínimo m possível o restante do captor da operaçã ção, processo ou equipamento. 4. Estime a vazão o necessária. 5. Faça a modificaçõ ções na forma e nas dimensões es do captor para reduzir a vazão o ao mínimo possível.

16 6. PROCESSOS QUENTES Q Y Q 0 = A 2 0. D.q& c Onde, Ao = Área transversal do fluxo ascencional D = Diâmetro da fonte qc = calor dissipado por convecçã çãoo

17 7. JATOS PLANOS Ventilaçã ção o sopro-exaust exaustão Cortina de ar

18 8. DUTOS Detalhes construtivos de alguns acessórios

19 8. DUTOS A distribuiçã ção o de ar, através s de dutos, pode ser feita empregando baixa, média m ou alta pressão o e velocidade. A classificaçã ção o de dutos é a seguinte: a) Baixa pressão: pressões estáticas ticas até 500 Pa e velocidades até 10 m/s. b) média m pressão: pressões estáticas ticas até 1500 Pa e velocidades acima de 10 m/s. c) alta pressão: pressões estáticas ticas acima de 1500 Pa a 2500 Pa e velocidades acima de 10 m/s.

20 8. DUTOS Detalhes construtivos de dutos de descargas

21 8. DUTOS Registros para balanceamento das vazões Portas de inspeçã ção

22 9. VENTILADORES Ventilador centrífugo de pás s radiais Ventilador centrífugo de pás s inclinadas para frente Ventilador centrífugo de pás s inclinadas para trás s

23 9. VENTILADORES Ventilador axial propulsor Ventilador tubo axial Para seleçã ção o do Ventilador -> P, Q

24 10. EQUIPAMENTOS COLETORES DE CONTAMINANTES Ciclone

25 10. EQUIPAMENTOS COLETORES DE CONTAMINANTES Câmara gravitacional

26 10. EQUIPAMENTOS COLETORES DE CONTAMINANTES Filtros de mangas

27 10. EQUIPAMENTOS COLETORES DE CONTAMINANTES Lavador de gásg

28 10. EQUIPAMENTOS COLETORES DE CONTAMINANTES Mecanismo de atuaçã ção Precipitador eletrostático tico

29 11. PROJETO DE UMA VLE Projetar uma instalaçã ção o de exaustão, para atender um estacionamento que fica no subsolo de um edifício com as dimensões es 30x15x2,5 m, com 20 vagas para carros. SOLUÇÃ ÇÃO: 1) Cálculo C da vazão o de ar: Trocas de ar por hora p/ Garagens -> > 6 8 t/h 8 m 8 m 8 m 4 m V 4 VOLUME = ,5 = 1125 m3 VAZÃO O DE AR = = 9000 m3/h 2) Número N de pontos de captaçã ção: 15 m Vazão o de ar por grelha = 1500 m3/h Número de grelhas de exaustão o = 9000/1500 = 6 grelhas ESTACIONAMENTO 30 m

30 11. PROJETO DE UMA VLE SOLUÇÃ ÇÃO: 3) Seleçã ção o da grelha de exaustão: Com a vazão o de 1500 m3/h e uma velocidade efetiva de 5 m/s seleciono uma grelha de exaustão o de simples deflexão o c/ registro da tropical modelo RHN de 800x200 mm e p = 15 mmca. 8 m 8 m 8 m 4 m V 4 15 m ESTACIONAMENTO 4) Trechos da rede de dutos: 30 m

31 11. PROJETO DE UMA VLE SOLUÇÃ ÇÃO: 5) Velocidades em cada trecho: Adotando-se uma velocidade de 9 m/s na entrada do ventilador (trecho 1). 6) Área do duto em cada trecho: A = Q / V -> > assim no trecho 1 -> > A = 9000 / = 0,278 m2. 7) Dimensão o do duto retangular: H = 300 mm, L = 900 mm, onde A = 0,27 m2 e a V = 9,23 m/s. 8) Diâmetro equivalente do duto circular: D eq = 1,3. (H. L) 0,625 0, 25 ( ) H + L

32 11. PROJETO DE UMA VLE SOLUÇÃ ÇÃO: 9) Perda de carga unitária dada pela equaçã ção o de Darcy-Weisbach Weisbach: P L a = = f. 1 D V ε 0,53. D ρ ar Onde, ε 0,094 D 0,225 f b ε = a + b Re ε = 88. D c 0,44 = 150µm (chapa de aço) c ε = 1,62. D 0,134 Re = V. D ν ar ν ar = 1,51.10 ρ ar -5 = 1,2kg / m 3 m 2 / s

33 11. PROJETO DE UMA VLE SOLUÇÃ ÇÃO: 3) Seleçã ção o do ventilador: Com a vazão o de 9000 m3/h e p = 117,68 Pa = 11,768 mmca,, seleciono o ventilador com gabinete Refricon Mod.. GSI-440 de 3 CV que atende até p = 150 Pa. 8 m 8 m 8 m 4 m V 4 15 m ESTACIONAMENTO 4) Ponto de força: 3φ/220V/60 Hz/2,2 kw 30 m

34 8 m 8 m 8 m 4 m 11. PROJETO DE UMA VLE SOLUÇÃ ÇÃO: 15 m CÁLCULO DAS DIMENSÕES DOS DUTOS E PERDA DE CARGA TRECHO VAZÃO (m3/h) VELOCIDADE (m/s) ÁREA DO DUTO 0,278 0,208 0,119 0, ALTURA DO DUTO RETANGULAR (mm) LARGURA DO DUTO RETANGULAR (mm) ÁREA REAL (m2) 0,270 0,195 0,105 0, DIÂMETRO EQUIVALENTE DO DUTO (m) 0,548 0,474 0,354 0, VELOCIDADE REAL (m/s) 9,26 8,55 7,94 9,26 6. COMPRIMENTO TRECHO RETO (m) 8,0 8,0 8,0 4,0 7. COMPRIMENTO ACESSÓRIOS (m) 0,0 0,0 0,0 11,0 8. COMPRIMENTO TOTAL TRECHO (m) 8,0 8,0 8,0 15,0 9. FATOR (a) 0,01 0,02 0,02 0, FATOR (b) 2,38 2,54 2,89 2, FATOR ( c ) 0,54 0,55 0,57 0, Re Coeficiente de atrito (f) 0,02 0,02 0,02 0, PERDA DE CARGA UNITÁRIA (Pa/m) 1,64 1,68 2,07 1, PERDA DE CARGA CONTÍNUA (Pa) 13,12 13,40 16,56 24, PERDA DE CARGA NA GRELHA (Pa) 15, PERDA DE CARGA TOTAL (Pa) 82, V 4 ESTACIONAMENTO 30 m