Climatização Prof. Ramón Eduardo Pereira Silva Engenharia de Energia Universidade Federal da Grande Dourados Dourados MS 2014
Ventilação Local Exaustora Climatização- 2014 Prof. Ramón Eduardo Pereira Silva Engenharia de Energia Universidade Federal da Grande Dourados Dourados MS 2014
VLE Canalizações As canalizações dos sistemas de VLE devem sempre que possível ter seção circular para evitar arestas ou zonas de velocidade reduzida que que possibilitam a estagnação dos contaminantes. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 3
VLE Canalizações O material dos dutos normalmente é a chapa de aço carbono soldada ou chapa de aço galvanizada rebitada. As chapas de aço galvanizada são utilizadas para trabalhos com temperaturas inferiores a 200 C CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 4
VLE Canalizações Os tipos de serviço são classificados de acordo com o material contaminante a ser transportado. Classe I materiais não abrasivos como: pintura, serragem, etc... Classe II materiais abrasivos em pequenas quantidades como: politrizes, esmeris, etc... Classe III materiais abrasivos em grande concentração: britadores de rocha, jatos de areia, granalha, etc... CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 5
VLE Canalizações As bitolas da chapa dos dutos são selecionadas pelas classes conforme a Tabela. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 6
VLE Canalizações Curvas, ângulos, reuniões e captores devem ser produzidos com chapa de bitola dois pontos mais espessa que a do duto correspondente. As curvas devem ser executadas em gomos: no mínimo cinco para aquelas com diâmetro igual ou inferior a 15 em, e sete para os diâmetros superiores a 15 em. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 7
VLE Canalizações O raio médio das curvas, deve ter no mínimo dois diâmetros,cujo comprimento equivalente é no máximo 7,5D. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 8
VLE Canalizações As reuniões devem ser projetadas com ângulos de, no máximo, 45, em peças com forma troncônica. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 9
VLE Canalizações No caso de transporte de partículas, é preciso prever aberturas para inspeção e limpeza, preferencialmente nas curvas e a cada 3m de duto reto. Os dutos devem ser apoiados a cada 20-30 diâmetros e Afastados das paredes e dos forros por no mínimo 20 cm para sua manutenção. Evitar os registros tipo borboleta. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 10
A velocidade do ar nas canalizações de ventilação local exaustora deve ser suficiente para manter as partículas do contaminante em suspensão (velocidade de flutuação, v f ) e, ao mesmo tempo, para transportá-ias (velocidade do material v m )' CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 11
A velocidade de flutuação depende do peso específico do material (γ m ) e de sua granulometria (d m ). Assim, o equilíbrio entre o peso do material e a resistência oposta ao deslocamento do ar pela partícula nos permite escrever: v f 2 S. d m. γ m = K d. S. 2. g. γ ar CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 12
S. d m. γ m = K d. S. v f 2 2. g. γ ar v f = 2. g. d m. γ m γ ar. K d 4. d m. γ m K d = 0,004 d μ. γ m K d d m diâmetro médio das partículas [m] d μ diâmetro médio das partículas [μm] γ m - peso específico do material [kgf/m³] K d coeficiente de empuxo - arrasto CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 13
Para um escoamento turbulento em torno de uma esfera com número de Reynolds compreendido entre 10 3 e 10 4, Kd = 0,44. Na realidade, Kd será tanto menor, quanto maior for o valor de Re CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 14
A velocidade do material por sua vez, depende do peso específico real deste, e será da ordem de 10 a 25 m/s. Na prática, é preferível selecionar diretamente velocidade globais, que garantem simultaneamente a flutuação e o transporte adequado das partículas como as recomendadas pela ASHRAE. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 15
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VLE Cálculo naas Canalizações. Nos sistemas de exaustão, a perda de carga nos captores é dada pela Eq J captor = λ. v2 2 γ J captor = p 0 p + v2 2g γ CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 17
Portanto a pressão nos dutos que cria a depressão necessária para vencer a perda de carga dos captores é a pressão total. v 2 p = γ. 2. g CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 18
A orientação de cálculo dos sistemas de ventilação local exaustora consiste em tornar todas as velocidades dos dutos iguais àquelas indicadas na Tab. 4.9. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 19
de acordo com a Fig. 4.8, pode-se escrever para cada captor: p 0 = p 1 + v 1 2 2g γ + J captor,1 p 0 = p 2 + v 2 2 2g γ + J captor,2 Para v1 = v2 J captor,1 J captor,2 = p 1 p 2 CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 20
devemos necessariamente fazer: J captor,1 J captor,2 = p 1 p 2 + J registro,2 = 0 Isto é, o desejado equilíbrio de pressão entre as diversas bocas só pode ser obtido compensando-se progressivamente (por meio de registros de gaveta) as perdas de carga nos dutos de exaustão dos diversos captores, as quais diminuem à proporção que eles se aproximam do ventilador. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 21
Nessas condições, as perdas de carga de todos os dutos de aspiração, mesmo dimensionados para uma mesma velocidade e compensados por essa perda de carga adicional (registro), terão a mesma pressão total de aspiração nas suas bocas. Portanto captores iguais, instalados nos dutos de aspiração, terão a mesma vazão. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 22
O cálculo da perda de carga dos dutos pode ser realizado pelas Equações em N/m² J = 0,01178. l 12. v 2 1,9 D 1,22 = 0,01844. l 12. V1,9 D 5,02 = 0,01006. l 12. v 2 1,9 V 0,61 CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 23
Naturalmente o comprimento (l) a considerar no cálculo das perdas de carga deve ser aquele dos condutos, adicionado dos comprimentos equivalentes dos acessórios da canalização São acessórios normais nas instalações de ventilação local exaustora as reuniões e curvas, cujas perdas de carga são dadas pela expressão geral: p = λ. v 2 2. g γ CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 24
Os comprimentos equivalentes podem ser tomados como: l acessório = λ acess λ duto. D λ acess 0,02.D CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 25
Os valores de λ das curvas adotadas nos sistemas de ventilação local exaustora: CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 26
Já os valores de λ das uniões adotadas nas instalações de ventilação local exaustora, com um ângulo de deflexão de 45, dependem da proporção dos fluxos de entrada e saída no acessório CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 27
Como se pode ver na Tab. 4.11, com a preponderância da vazão do ramal direto V', fluxo do ramal em derivação é arrastado, funcionando o dispositivo como um venturi. O mesmo acontecendo com a preponderância da vazão do ramal em derivação V", embora numa proporção menor. CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 28
Clezar, C.A., Nogueira, A.C.R.. Ventilação industrial. 2ª ed. Editora da UFSC, 2009 REFERÊNCIAS Macintyre, A.J.. Ventilação industrial e controle de poluição. 2ª ed. LTC editora, 2013 Costa, E.C.. Ventilação, Ed Edgard Blucher, 2005 Centro de Formação Profissional para as Energias Renováveis. http://www.nla.pt/cfp/eficiencia.html#.u2ma7_ldwsp) http://www.colegiodearquitetos.com.br/ CLIMATIZAÇÃO - PROF. RAMÓN SILVA - 2014 29