As características de desempenho de um ventilador de fluxo axial de Howden Buffalo são apresentadas na figura. O ventilador é utilizado para operar um túnel de vento de 0 , 09   m 2 de seção transversal. O túnel consiste em uma contração de entrada suave, duas telas (casa uma com coeficiente de perda K = 0,12 ), a seção de teste e um difusor, onde a seção transversal é ampliada para o diâmetro de 610   m m na entrada do ventilador. O fluxo de ventilador é descarregado de volta no ambiente. Calcule e trace a curva característica de perda de pressão do sistema v e r s u s vazão volumétrica. Estime a máxima velocidade do escoamento de ar disponível na seção de teste desse túnel de vento.

Passo 1

Equação de Bernoulli:

p 0 ρ + V 0 2 2 + g z 0 = p 1 ρ + V 1 2 2 + g z 1 + h l t

h l t = f L D + L e D + K V 2 2

Considerações:

p 0 = p a t m ;

V 0 = 0 ;

z 0 = z 1 ;

Perdas nas telas e difusor.

Aplicando as considerações:

p a t m - p 1 ρ = V 1 2 2 + h l t = V 1 2 2 + 2 K t e l a + K d i f u s o r V 2 2

Sendo:

V = Q A

Temos:

∆ p ρ = A 1 A 1 2 + 2 K t + K d Q 2 2 A

Passo 2

Temos que K d é dado:

K d = c p i c p = 1 - 1 A R 2 - c p = 1 - 4 π D 2 - c p

Com A R = 3,24

K d = 1 - 1 3,25 2 - 0,7 = 0,205

Então:

∆ p = ρ ⋅ 2 ⋅ K t + K d + A A 1 2 ⋅ 1 2 ⋅ Q 2 A

∆ p = 1,23 ⋅ 2 ⋅ 0,12 + 0,205 + 0,1 ⋅ 1 2 ⋅ Q 2 0,09 = 3,72 Q 2

Desse modo:

∆ h = ∆ p ρ g = 3,72 Q 2 1000 ⋅ 9,8 = 3,8 x 10 - 4 ⋅ Q 2

Passo 3

O sistema operará onde as curvas se cruzam.

No gráfico dado, isso ocorre em Q = 210   m 3 / m i n = 3,5   m 3 / s .

Então:

V = Q A = 3,5 0,09 = 38,9   m / s

Passo 4

Traçando a curva característica de perda de pressão do sistema v e r s u s vazão volumétrica.

Resposta

V = 38,9   m / s

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