62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA CURVA DE POTÊNCIA DE UM VENTILADOR RADIAL UTILIZADO PARA O ESCOAMENTO DE AR EM UM DUTO

Diego de Leon Brito Carvalho 1 Dimitri Oliveira e Silva 1 Patrick dos Santos Nogueira 1

1. Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Pará / UFPA

INTRODUÇÃO:

Atualmente nas grandes indústrias se faz necessário a seleção de ventiladores e bombas eficientes para serem utilizadas nas mais diversas áreas. O rendimento de um motor é a capacidade do motor transformar uma dada quantidade de energia proveniente da reação que o alimenta em energia mecânica, isto é, a quantidade de energia que o motor absorve comparada a energia que é aproveitada. O rendimento mostra que uma parte da energia entregue ao motor está sendo convertida em outra forma de energia, geralmente não desejada, como, por exemplo, energia térmica e energia sonora. A característica do rendimento do motor pode variar de acordo com o fabricante, com o tempo de uso do motor e com o nível de manutenção a ele dispensado. As curvas características dos ventiladores são obtidas através de análises experimentais que permitem relacionar a eficiência da máquina com a sua potência. No presente trabalho, encontra-se definida de maneira experimental, a obtenção da curva de potência de um ventilador radial acoplado a um duto de ar, com intuito de comparar os resultados obtidos com as informações contidas na literatura.

METODOLOGIA:

Neste experimento foram utilizados: manômetro digital, medidor de velocidade, amperímetro, tubo de Venturi e uma bancada de testes com o ventilador radial acoplado ao duto de sucção de ar. Inicialmente, o tubo de Venturi e o manômetro digital foram acoplados à tubulação. O amperímetro foi conectado diretamente ao motor do ventilador. No duto de sucção havia uma placa graduada dividida em dez partes iguais, utilizada como válvula para controlar a saída de ar. A cada dez por cento de abertura de válvula, foram realizadas as leituras: quatro no manômetro digital, quatro no tubo de Venturi e uma no amperímetro. Esse processo se repetiu dez vezes, até que fossem atingidos cem por cento de abertura de válvula, totalizando noventa valores registrados. O motor foi desligado e foram checados os valores de temperatura e pressão no laboratório. Para o cálculo da vazão, foi realizada uma média das velocidades obtidas através do tubo de Venturi. Para a obtenção da equação do trabalho do ventilador, relacionamos as equações de Bernoulli e da Continuidade. O trabalho elétrico foi calculado através de uma equação que, associada ao trabalho do ventilador, originou a equação utilizada para a determinação do rendimento do ventilador/motor.

RESULTADOS:

Foram obtidos quarenta valores de velocidade, quarenta valores de altura manométrica e dez valores de corrente elétrica. As médias de velocidade e de altura manométrica para cada abertura de válvula foram utilizadas, respectivamente, no cálculo da vazão e do trabalho do ventilador. Desta forma, foram obtidos dez valores de vazão e dez valores correspondentes ao trabalho do ventilador. Para calcular o trabalho elétrico, foram utilizados os valores de tensão e de rendimento do motor, ambos tabelados, e os valores experimentais de corrente, originando dez valores relacionados ao trabalho elétrico. Finalmente, a determinação do rendimento do ventilador/motor foi realizada por meio da relação entre trabalho do ventilador e trabalho elétrico. Por meio dos resultados encontrados, foi possível relacionar graficamente os seguintes parâmetros: rendimento do ventilador/motor em função da abertura de válvula e rendimento do ventilador/motor em função da vazão.

CONCLUSÃO:

Ao analisar os resultados obtidos, no experimento e compará-los com a literatura, pode-se afirmar que os mesmos apresentaram valores coerentes. Ficou constatado que o trabalho do ventilador aumenta de acordo com o decréscimo da altura manométrica e com o aumento da vazão. O trabalho elétrico aumenta de acordo com a variação da corrente elétrica. A partir da análise dos gráficos, constatamos que o rendimento ventilador/motor é crescente com o aumento da abertura de válvula e, consequentemente, da vazão. Isto ocorre devido o rendimento ser em função do trabalho do ventilador e do trabalho elétrico. Pode-se notar que a partir do aumento da abertura de válvula, observa-se que a corrente elétrica também aumenta, embora permaneça constante a partir de 30% de abertura de válvula até 50%, voltando a crescer em 60% de abertura e permanecendo constante até 100%.

Palavras-chave: curva de potência, rendimento, ventilador radial.