Os ventiladores industriais são turbomáquinas essenciais para deslocar gases em processos industriais e em ambientes de conforto. Eles operam com pressões geralmente inferiores a 1 kgf/cm², transferindo energia para o gás, e podem ser classificados segundo diferentes critérios, incluindo pressão, tipo construtivo e número de rotores. A eficiência dos sistemas de ventilação depende da correta análise de pressões, vazões e perdas no sistema.

2. VENTILADORES INDUSTRIAIS.
PROFESSOR: João Vitor Santos Silva.

3. VENTILADORES
INTRODUÇÃO:
▪ Como outras turbomáquinas, os ventiladores são
equipamentos essenciais a determinados processos
industriais e ao conforto humano.

4. VENTILADORES
DEFINIÇÃO:
▪ Um ventilador essencialmente é uma máquina de
fluxo, necessariamente um equipamento (operatriz)
que opera com substâncias gasosas ao invés de
líquidas. São considerados turbomáquinas geratrizes
que se destinam a produzir deslocamento de fluidos
gasosos.

5. VENTILADORES
DEFINIÇÃO:
▪ Os ventiladores desta forma transferem energia ao
gás.
Energia Mecânica Energia Cinética
Transferência
de energia

6. VENTILADORES
DEFINIÇÃO:
▪ Nos ventiladores as pressões de trabalho que estão
envolvidas normalmente são inferiores a 1kgf/cm²
(98KPa), porém existe exceções.
▪ Mesmo assim na maioria das situações, nos
ventiladores o escoamento é tratado como
incompressível uma vez que o aumento de pressão é
muito pequeno pode ser considerado desprezível.

7. VENTILADORES
DEFINIÇÃO:
▪ Porém, graças a essa energia adquirida, o gás pode
se deslocar vencendo as resistências da linha. O
aumento da pressão gerada por este equipamento
deve ser maior que a resistência encontrada nas
linhas.

8. VENTILADORES
UTILIZAÇÃO:
▪ Podemos classificar a utilização de duas formas:
▪ Uso Industrial,
▪ Uso Doméstico.

9. VENTILADORES
UTILIZAÇÃO:
Insuflação e tiragem de gases em geradores de vapor

10. VENTILADORES
UTILIZAÇÃO:
Ventiladores utilizados na transferência de massa (ar quente)
em secadores de madeira
Ventiladores

11. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS:
▪ Os sistemas de ventilação podem ser classificados
segundo o seu objetivo de ação:
▪ Ventilação Natural ou Ventilação Forçada
▪ Ventilação Geral (VG)
▪ Natural (VGN) através de janelas, portas, aberturas entre outros;
mecânicos
▪ Diluidora (VGD) através de equipamentos
(insuflação, exaustão e sistemas combinados).
▪ Ventilação Local Exaustora (VLE)
▪ Captador de fluído junto à fonte poluidora combinado aos
sistemas exaustor e de tratamento.

12. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Os ventiladores podem ser classificados segundo o
nível energético:
▪ baixa pressão - até 0,02 kgf/cm² (1,96 KPa, 200 mmca);
▪ média pressão - de 0,02 a 0,08 kgf/cm² (1,96-7,84KPa, 200 a
800 mmca);
▪ alta pressão - de 0,08 a 0,25 kgf/cm² (7,84-24,5KPa, 800 a
2.500 mmca); e
▪ altíssima pressão - acima de 0,25 kgf/cm² (mais de 24,5KPa,
2.500 mmca)

13. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Segundo o tipo construtivo:
▪ Fluxo radial (Centrífugos),
▪ Fluxo semi-axial (Hélico-centrífugos),
▪ Fluxo Axial.

14. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Segundo o tipo construtivo:
▪ Radial ou Centrífugo

15. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Segundo o tipo construtivo:
▪ Semiaxial ou Hélico-centrífugo

16. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Segundo o tipo construtivo:
▪ Axial

17. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Forma das pás:
▪ Pás retas;
▪ Pás inclinadas para trás ou para frente;
▪ Pás curvas de saída radial;

18. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Forma das pás:

19. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Forma das pás:

20. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Forma das pás:

21. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Número de entradas:
▪ Unilateral ou de aspiração simples e
▪ Bilateral ou de dupla aspiração.

22. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Número de entradas:

23. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Segundo o número de rotores:
▪ Simples estágio e
▪ Duplo estágio.

24. VENTILADORES
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:
▪ Segundo o número de rotores:

25. VENTILADORES
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:
=4,9kPa

26. VENTILADORES
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:

27. VENTILADORES
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:

28. VENTILADORES
CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES:

29. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Em todos os problemas, iremos considerar o ar como
sendo um gás perfeito - Incompressível. Sua
densidade não varia conforme a posição dentro do
equipamento. Porém irá variar sua massa especifica
conforme a pressão barométrica e a temperatura do
local onde se encontra o equipamento.

30. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ É semelhante à das bombas, sendo baseada no
escoamento de Euler;
▪ O triângulo de velocidades pode ser obtido da mesma
forma que o de uma bomba centrífuga;
▪ O que muda um pouco é o forma das curvas
características, sendo função do tipo de pá que é
utilizada;

31. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:

32. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Ventiladores são máquinas que produzem fluxos de ar ou de
outros gases, com vazões relativamente altas e pressões baixas.
Embora possam ser usados com qualquer gás, na prática o ar
está quase sempre presente, seja na forma natural como
climatização e ventilação, seja misturado com outros gases como
exaustão de algumas máquinas térmicas. Alguns aspectos
termodinâmicos referentes a compressão podem ser
desprezados sem grandes erros e a análise pode ser feita
apenas com a equação de Bernoulli.

33. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Seja uma instalação simples conforme a Figura onde
o ventilador aspira ar no ponto 0 e envia para o ponto
3 através dos dutos da instalação.

34. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Partindo da equação de Bernoulli:
▪ Considerando que a massa específica do ar é muito
baixa se comparada com líquidos. Assim, para a
maioria dos casos práticos, as diferenças de alturas
físicas entre os pontos pouco representam em termos
de pressões. Elas não são consideradas na equação
de Bernoulli.
P
V 2
V 2
P
+ 1
+ Z1 + Ht = 2
+ 2
+ Z2
1
 2g  2g
P
V 2
V 2
P
+ 1
+ Z1 + Ht = 2
+ 2
+ Z2
 2g
1
 2g

35. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Considerando que, no escoamento real, há perda de
carga nos dutos e acessórios dos mesmos, deve-se
incluir em um lado da equação as parcela das perdas
de pressão na linha de aspiração e linha de recalque
(Ja) e (Jr) que representa a totalidade das perdas.
Assim, entre os pontos 0 e 3, podemos escrever:
H = Ht + Ja + Jr

36. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
Ht corresponde à energia efetivamente
ao fluxo. Não corresponde à energia
▪ Notar que
adicionada
consumida
princípios
pelo motor, uma vez que, conforme
da Termodinâmica, a eficiência das
máquinas é sempre menor do que 100%.

37. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ A potência efetiva pode ser obtida pelo produto da
altura efetiva, vazão volumétrica e peso específico do
ar:
Potef= .Q.Ht
A potência mecânica é a potência é a potência
fornecida pelo motor ao eixo do ventilador. É
conhecida também pela expressão usual inglesa BHP
(break horse power). É dada por:
Potmec=Potef/η
Onde η (0 < η < 1) é o rendimento do ventilador.

38. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Em um sistema, de ventilação ou exaustão, as
principais características a serem levantadas são as
pressões (total, estática e dinâmica) e a vazão.

39. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Como visto, a função principal de qualquer ventilador
ou exaustor, é movimentar uma quantidade específica
de ar ou gás, através de um sistema a eles ligado.
Para que isto ocorra, o equipamento tem que produzir
e gerar dois tipos distintos de pressões: a estática que
é aplicada igualmente em todas as direções e a
pressão dinâmica ou de velocidade que é unidirecional
e necessária para colocar e manter o ar em
movimento.

40. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Pressão Total (Pressão útil do ventilador ou pressão
manométrica) Ventilação
Linha de aspiração Linha de recalque
Variação da pressão ao longo da linha
Pe
Exaustão
Ps
Insuflamento

41. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Pressão Total (Pressão útil do ventilador ou pressão
manométrica) Exaustão
Variação da pressão ao longo da linha

42. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Pressão Total
A pressão total (P) será a soma das parcelas Estática e
Dinâmica mais as Perdas das Linhas
P=Pest+Pdin+Ja+Jr (Pa)
Onde:
Pest = Pressão estática da linha (Pa)
Pdin = Pressão dinâmica da linha (Pa)
Ja e Jr = Perdas de pressão nas linhas (Pa)

43. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
(Pa)
▪ Pressão Estáticas
Sabe-se que:
Pest=Ps-Pe
Onde:
Ps = Pressão de saída (Pa)
Pe = Pressão de entrada (Pa)
Poderiam ser desprezada quando Pressões doas
ambientes de entrada e saída fossem iguais.

44. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Pressão Total
Sabe-se que:
(Pa)
Pdin=/2g .(Vs²-Ve²) ou (Pdin= /2.(Vs²-Ve²))
Onde:
 =peso específico (N/m³)
Vs = velocidade de saída (m/s)
Ve = Velocidade de entrada (m/s)
 = massa específica (kg/m³)

45. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
podemos expressar a pressão total
▪ Pressão Total
Desta forma,
como:
(Pa)
(Pa)
Pt=ps-pe + /2.(Vs²-Ve²) + Ja + Jr
Pt=ps-pe + /2.(Vs²-Ve²) + Jt
Onde Jt=Ja+Jr (Pa)

46. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Fatores de conversão de pressão.

47. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Devemos nos preocupar com a análise das perdas e
para isso se deve utilizar rotinas específicas para a
estimativa de perdas de pressão pelos acessórios e os
conceitos abordados em aulas anteriores

48. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Classificação dos escoamentos de ar em dutos
A NB-10/1978 da ABNT classifica :
▪ Baixa pressão : pE até 500Pa e v < 10m/s
▪ Média pressão : pE 1500Pa e v > 10m/s
▪ Alta pressão : pE entre 1500Pa até 2500Pa e v > 10m/s

49. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Outro ponto a ser levado em consideração é quanto a
vazão que o equipamento fornece, devendo ser
sempre superior ao requisitado.
Qgerada pelo equipamento  Qsolicitada pelo sistema

50. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Taxa de renovação do ar para sistemas de ventilação:

51. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Rendimento Hidráulico (h)
h=P/Pt
▪ Pressão teórica (Pt)
Pt= .(u2.c2u-u1.c1u) Pa
▪ Potencia útil (u)
u=Q.P W ou J/s

52. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Velocidades recomendadas em sistemas de dutos de
ar de baixa pressão (NB-10/1978-ABNT)

53. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Sistemas de Dutos
▪ O sistema de dutos deverá ser dimensionado e instalado de
acordo com o layout geral da fábrica, interligando captores
(coifas) ao sistema de coleta. Deverá ser do menor produto (QxL)
possível, afim de minimizar custos de instalação e consumo de
energia.
▪ Para o dimensionamento de dutos e captores, bem como das
singularidades ao longo deles, o projetista deverá levar em
consideração as vazões necessárias para cada captor,
velocidade de transporte recomendada para o trecho principal
dos dutos e as devidas perdas de carga, afim de determinar a
potência do motor e ventilador, bem como as secções
transversais dos dutos.

54. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Sistemas de Dutos
▪ Dutos de secção retangular por apresentarem cantos vivos
facilitam a deposição de resíduos, além de exigir motor de maior
potência para manter o fluxo de ar com a eficiência necessária.
Estes fatos em geral conduzem a um maior desgaste dos dutos,
implicando em frequentes manutenções do sistema.
▪ O dimensionamento deve prever que, além das velocidades
limite recomendadas, as pressões estáticas em todas as
entradas de insuflamento sejam aquelas necessárias para vencer
as perdas de pressão.

55. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Como nas bombas, os ventiladores apresentam
ralações de similaridade, estas em função da vazão,
pressão, rotação eficiência entre outras.
Densidade constante Vazão Constante Diâmetros

56. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Fatores como o ruído gerado deve ser verificado no
sistema projetado.

57. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Ao se adquirir um equipamento ou para se selecionar
o mesmo, o fabricante fornecerá a cartas de operação
do ventilador. Pode-se utilizar estas cartas para se
escolher o melhor equipamento a ser instalado no
sistema projetado.

58. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
▪ Fonte: BERNAUER®

59. VENTILADORES
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES:
Exemplo de cartas de operação

60. VENTILADORES
EXERCÍCIO
Calcule a Pressão total do ventilador bem como sua
vazão. Considere  = 12,2N/m³, ar=1,22kg/m³,
Ventilador
Ve=2,2m/s
Pe=980Pa
Vs=3,5m/s
Ps=12KPa
s=0,2m
Jt=600Pa

61. VENTILADORES
EXERCÍCIO
Calcule e explique se o equipamento
atende as necessidades imposta ao
(ventilador)
sistema de
ventilação descrito abaixo. Considere uma vazão
confortável de 0,002 m³/s por m² de área construída.
= 12,2N/m³, ar=1,22kg/m³
Ventilador
Ja=7,8KPa
Ve=2m/s
Pe=98KPa
Sala 1
20m²
Sala 2
30m²
Sala 3
20m²
Vs=4m/s
Ps=98KPa
s=0,3m
Jr=38KPa