1. Universidade Federal do Pará
Campus Universitário de Tucuruí
Faculdade de Engenharia Mecânica
Climatização
Professor: Msc. Jessé Luís Padilha
2ª Avaliação
Estimativa de Carga Térmica para Conforto do e Dimensionamento de Dutos de
arde uma Biblioteca
Aluno (a): SuzianeBugarim MeirelesMatrícula: 09133002218
Tucuruí
2013

2. Estimativa de Carga Térmica para Conforto do e Dimensionamento de Dutos de
arde uma Biblioteca

3. Um escritório ocupa uma sala com pavimento térreo. O prédio está numa cidade de
hemisfério sul (0° de Latitude; Altitude de 200m) e, cujas condições externas para
projeto são 37°C BS e 25°C BU. Considere as trocas de calor por condução nas
paredes, vidros e forro, o calor por insolação do vidro e da parede externa, o calor por
pessoas iluminação e infiltração, considere apenas a parede noroeste como parede
externa. A iluminação é fluorescente com luminárias, sendo os reatores instalados nas
luminárias. E a potência de cada lâmpada é 150 W. A proteção contra insolação das
janelas de alumínio é feita por cortinas de cor clara, sendo as condições de projeto de
22°C e 55% UR. Determinar a carga térmica total. Dimensione também o duto para
um sistema de ventilação diluidora no recinto. Considere o duto com uma boca de
insuflamento. Determinar a perda de carga do sistema e potência do ventilador
considerando a vazão dimensionada pela carga térmica e a velocidade de entrada e
saída no ventilador (7 e 4 m/s) e um rendimento global de 60%, considere com perdas
de cargas de acessórios: cotovelo com palhetas, alargamento boca, duas curvas de
90°, veneziana externa entrada no duto, filtro de ar e uma grelha unidirecional.

4. Considerações
Para estudo a área total foi redirecionada á construção de uma Biblioteca
Municipal para uma cidade de menos de 10.000 habitantes.
1. Planta Baixa
A Planta baixa ilustra o dimensionamento do espaço para armazenamento de
acervo e postos de leituras: As áreasrespectivas as ocupações dos componentes
principais em uma bibliotecatotal de 155,3125 m² dado pelo problema:
2. Cálculo da Carga Térmica

5. A tabela abaixo demostra os equipamentos necessários e suas respectivas potências
em watts:
LISTA DE POTÊNCIA UNITÁRIA POTÊNCIA POR EQUIPAMENTO
QUANTIDADE
EQUIPAMENTOS (watts) (watts)
COMPUTADOR 12 65 780
MONITOR 12 70 840
NOTEBOOK 10 20 200
IMPRESSORA LASER 2 70 140
COPIADORA DIGITAL 1 300 300
FAX MULTIFUNCIONAL 1 15 15
BEBEDOURO DE MESA 2 700 1400
MÁQUINA DE CAFÉ 2 1100 2200
ROTEADOR 1 4 4
FRIGOBAR 1 18 18
TV 2 120 240
POTÊNCIA TOTAL (watts) 6137
Distribuição de Equipamentos
Programa Equipamentos Eletrônicos
Balcão 1 PC, 1 Impressora e 1 Roteador
Secção de Adultos
Zona de Empréstimo Domiciliário 1 Cafeteira
Zona de Consulta local e Referência 5 PC e 1 TV
Zona de Atendimento 1 PC e 1 Bebedouro
Secção Infantil
Zona de Empréstimo Domiciliário 2 PC e 1 TV
e de Consulta local 1 Cafeteira
Área de animação 1 TV
Zona de Atendimento 1 PC
Sanitários
Serviço Público
Área de trabalho 1 Impressora, 1 Copiadora e 1 Fax
Sala de Reunião 1 Bebedouro e 1 Frigobar
Sala de Informática 10 Notebook
A carga térmica foi dimensionada de acordo com a norma NR-5410. A tabela em anexo
I possibilita um cálculo aproximado do número de BTU/hou kcal/h necessário para a
refrigeração ou aquecimento de um recinto. Para calcular foi determinado:
A área da sala;

6. A superfície de janela e portas;
Proteção de janelas;
O número de pessoas que ocupa constantemente o recinto;
O número de watts de outros aparelhos elétricos que existam no local.
A cada valor encontrado nesses quatro itens corresponde um número de BTU/h
na tabela. A soma desses valores indica a capacidade que deve ter o aparelho.
De acordo com a ABNT norma NBR-6401 iluminação é do tipo fluorescente com
nível de iluminação de 500 LUX e potência dissipada é de 45 W/m². Isso reduza um
número de 25 lâmpadas de 110 W cada.
3. Dimensionamento dos dutos
Um sistema de dutos para distribuição de ar em um sistema de ventilação ou
arcondicionado consiste de trechos retos, cotovelos, ramificações de entrada e saída,
registros difusores, e bocas de insuflamento em geral.
O método de cálculo utilizado para o dimensionamento foi o método de iguais
perdas de carga que consiste em adotar a mesma perda de carga por unidade de
comprimento para toda acanalização.
3.1 Dutos Retos Retangulares
A perda de carga é calculada por:
l- comprimento do duto (m);
v – velocidade (m/s);
ρ- densidade do fluido (kg/m³)
f- coeficiente de perda de carga.

7. 3.2 Perda de Carga em cotovelos de seção retangular
Curvas
Onde o fator geométrico
4. Considerações gerais para condicionamento do Projeto dos dutos
Área do local: 155,3125 m²
Pé direito: 3,0 m
Volume: 465,9375 m³
Duto principal: 10 bocas de insuflamento em todo o recinto, distribuídos
em distancia á uma distância igualitária de 3m ao longo de todo o recinto.
De acordo com as renovações de ar recomendadas, o intervalo de taxa de
valores para uma biblioteca varia entre 15-25. Adota-se 15 renovações de ar por hora.
Portanto:
Isso implica em renovação de ar a cada 4min.
A vazão requerida é:

8. Sendo esta a vazão total.
A vazão calculada para cada boca de insuflamento é dado por:
Ou
A velocidade de entrada é 4m/s. Calcula-se a seção de escoamento necessária
e o diâmetro do duto circular:
Diâmetro da seção circular é:
Perda de carga unitária é calculada de acordo com a tabela em anexo II
A perda de carga calculada foi de Ju= 0,2 mmH20/m.
A tabela em anexo III é utilizada para transformar o diâmetro D da seção circular
em lados a e b que seriam de uma seção retangular equivalente.
Como resultado tem-se:
(a) Comprimento do lado menor do retângulo = 17 cm;
(b) Comprimento do lado maior do retângulo = 34 cm.
Portanto:17x34 cm²
5. Perda de Carga dos Acessórios
Equação Geral:
Em mmH20.

9. Onde k é coeficiente de perda de carga que depende do tipo de acessório
(Tabelado). A pressão é calculada por:
5.1 Grelha Unidirecional
Adota-se a velocidade de entrada no duto de 7m/s.
Onde k=1,2
Utilizando a equação principal acima para determinação de Jacc, calculam-se as
perdas de cargas em todas as derivações da tubulação. Para a definição de k e v
utiliza-se a tabela abaixo:
TABELA DE PERDA DE CARGA DOS ACESSÓRIOS DOS DUTOS
Derivação k v(m/s) hv (mmH2O) Jaac (mm H2O)
Grelha Unidirecional 1,2 5 1.52 1.824
Principal p/ EM 0.5 3.5 0.75 0.375
Transição D p/ E 0.06 3.3 0.66 0.0396
Transição C p/D 0.06 4 0.98 0.0588
Cotovelo c/ palhetas 0.8 5 1.53 1.224
Alargamento boca 0.3 7 2.99 0.897
Duas curvas 90º 0.4 4 0.98 0.392
Veneziana externa 1.5 5 1.53 2.295
Entrada no duto 0.9 7 2.99 2.691
Filtro de ar Perda Estimada 10
Total 18.034
6. Perda de Carga nos dutos

10. Cálculo da Perda de Carga Unitária

11. Cálculo do fator de Atrito
7. Potência do Ventilador
Calculada por: