Ventiladores centrífugos: como selecionar vazão, pressão e rotor

O processo e as fontes de emissão

O rotor acelera o gás e a carcaça organiza sua passagem, convertendo parte da energia do escoamento em pressão. No circuito instalado, a vazão resulta da interação entre a característica do ventilador e a resistência de captores, dutos, filtro e descarga. Por isso, um valor de vazão anunciado sem pressão e densidade de referência é insuficiente para selecionar o equipamento.

Temperatura, altitude e composição influenciam a densidade. A curva pode precisar de correção para representar o gás de processo, enquanto limites mecânicos e térmicos devem ser conferidos separadamente. O ventilador deve atender à condição normal e às condições relevantes de variação.

Características que orientam a engenharia

Vazão, pressão, densidade e temperatura precisam ser informadas na mesma condição de referência. A geometria do rotor deve ser compatível com a presença de sólidos, desgaste e faixa de operação, além do rendimento pretendido.

Configuração da solução e dimensionamento

A seleção do rotor considera rendimento, presença de sólidos, aderência e desgaste. Geometrias radiais podem ser consideradas em determinadas correntes carregadas; pás curvadas para trás e perfis aerodinâmicos podem favorecer rendimento em condições compatíveis. Nenhuma geometria é superior em todas as aplicações, e o nome do rotor não substitui a curva de desempenho.

Também devem ser conferidos potência ao longo da faixa, rotação, transmissão, base, vedações e facilidade de inspeção. Curvas, registros e transições próximas à entrada ou saída podem gerar escoamento não uniforme e reduzir o desempenho em relação ao ensaio de referência. Esse efeito precisa ser tratado na instalação, e não apenas compensado por motor maior.

Parâmetros para o projeto

• Avaliar a curva do sistema.
• Conferir perdas e efeitos da instalação.
• Selecionar motor para a faixa prevista.
• Verificar rotação e limites mecânicos. Balanceamento e alinhamento complementam a seleção aerodinâmica.

Desempenho, diagnóstico e manutenção

Um ponto eficiente deve conciliar vazão necessária, pressão e rendimento. Estrangular excessivamente um sistema superdimensionado dissipa energia; reduzir rotação pode ser uma alternativa quando compatível com o processo e com o conjunto. As relações aproximadas entre rotação, vazão, pressão e potência têm hipóteses e não dispensam a verificação da curva instalada.

No comissionamento, registrar rotação, potência elétrica, pressões, vazão e condição dos dampers cria uma referência útil. Se a vazão medida ficar abaixo da prevista, devem ser investigados sentido de rotação, resistências reais, entradas de ar e efeitos de instalação antes de concluir que falta potência.

Exemplo ilustrativo: vazão não define potência sozinha

Considere uma demanda hipotética de 100.000 m³/h e 3.000 Pa de pressão total, nas condições para as quais o ventilador foi selecionado. A vazão é aproximadamente 27,78 m³/s e a potência transferida ao gás é Q × Δp ≈ 83,3 kW.

Com rendimento hipotético do ventilador de 75%, a potência no eixo seria aproximadamente 111,1 kW. Considerando acionamento direto e motor com rendimento de 95%, sem outras perdas de acionamento neste exemplo, a potência elétrica estimada seria 117,0 kW. A potência nominal do motor ainda exige análise da faixa operacional e dos critérios do projeto.

Dois ventiladores anunciados para 100.000 m³/h podem ter pressões e rendimentos muito diferentes. A comparação precisa usar o mesmo ponto e a mesma referência de densidade. O exemplo não seleciona um modelo nem recomenda os rendimentos utilizados; demonstra por que pressão, rendimento e condição do gás devem acompanhar qualquer valor de vazão.

Comissionamento do ventilador

A conferência em campo deve relacionar rotação, vazão, pressão e potência às condições previstas. Dutos próximos à entrada ou saída podem alterar o desempenho; por isso a seleção em catálogo precisa ser confirmada no arranjo instalado.