ventilação industrial e controle da poluição - macintyre - 2ª edição
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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Ventilação ndustrial
e ontrole da Poluição
RCHI LD JOSEPHM CINTYRE
Professor de Máquinas Hidráulicasda Escolade Engenharia da UFRJ
do Centro Técnico Cientificoda PUC- RJ
da Escola de Engenhariada UERJ
Professor de Sistemas Fluidodinâmicos e de InstalaçõesHidráulicas
do Instituto Militar de Engenharia
-
IME
e Professor do Núcleo de Treinamento Tecnológico- NTT
---
Segunda edição
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EDITORA
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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t.
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Bib ioteca
CAMPUS
Sento Angeto (R8)
Ir AIIog. / <> :: :-
DII8I~ 2 J~
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Copyright @ 1990 by
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Travessa do Ouvidor, 11
Rio d e Janeiro, RJ - CEP 20040-040
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reprodução deste volume, no todo ou em parte,
sob quaisquer formas ou por quaisquer meios
(eletrônico, mecãnico, gravação, fotocópia, ou outros),
sem permissão expressa da Editora.
refácio da
2.
a
dição
Durante muitos anos a preocupação contra
a poluição se voltava quase que exclusivamente
para a defesadosempregados em indústrias onde
é elevado o risco de danos à saúde, em face
dos contaminantes e poluentes nelas produzi-
dos.
Não havia preocupação maior quanto aos
males causados às populações mais ou menos
próximas àsindústrias e que respiravam o ar po-
luído. Eventualmente, um caso de doença grave
veiculadopelos meios de comunicação, ou o cla-
mor público, movimentavam oS,órgãos compe-
tentes que, então, acionavam dispositivos de pe-
nalização e intimação à indústria causadora do
mal- talvez irreversível- para asprovidências
cabíveis.
Nos últimos anos, a opinião pública, alerta-
da por defensores da preservação ecológica, to-
mou conhecimento e se posicionou em defesa
domeio ambiente contra váriasformas de devas-
tação e poluição ambiental , entre as quais as
que decorrem do lançamento, na atmosfera, de
gases, fumaças, vapores, particulados e fumos
provenientes das maisvariadas indústrias.
Entidades nacionais e de âmbito internacio-
nal, governos, partidos políticos e meios de co-
municação se mobilizam para impedir que os
efeitos da poluição atinjam as temíveis propor-
çõesde calamidade em escalamundial, afetando
a saúde, a temperatura, os climas, os níveisdos
mares, a camada protetora de ozônio e ocasio-
nando a precipitação de chuvas ácidas.
i
I
I
I
L
A solução dessas questões em âmbito do
planeta é o grande desafio que ospaíses de todo
o mundo deverão enfrentar, para preservar as \
condiçõesde sobrevivência das gerações futuras.
A solução global é compl~xa e dispendiosa,
mas não é concebível que se aguardem anos até
que a ciência chegue a precisar melhor as causas
dessaou daquela perturbação ecológicaou climá-
tica. Enquanto se realizam as pesquisas, é im-
prescindível combater causas perfeitamente co-
nhecidascomo poluidoras, conscientizando as in-
dústrias a seequiparem com os recursos que im-\
peçam males que possam ser causados aos seus
operários e, pela poluição da atmosfera circun
dante, às populações mais ou menos afastadas.
Os países mais industrializados são certa-\
mente os mais poluidores, mas atualmente inves-
tem mais maciçamente em controle da poluição
e eliminação de resíduos poluidores oriundos de
combustão e de processos industriais na recicla-
gem dos resíduos e poluentes captados.
Este livroé, porassimdizer, o primeiro está-
gio nosestudos que o leitor irá realizar na elabo-
ração de seus proje tos e na busca de soluções
de questões relacionadas comVentilação Indus-
trial e Controle da Poluição.
Um agradecimento especial é feito a vários
fabricantesde equipamentos e a industriais pelas
valiosasinformaçõesprestadas e que foramintro-
duzidas nesta segunda edição.
O Autor
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I
I
L
onteú o
1
Conceitos Fundamentais 1
1.1 Objetivos da Ventilação Industrial I
1 .2 Classificação Sumária dos Sistemas de
Ventilação 2
2
Ar Atmosférico e Ar Poluido 4
2.1 Composição do Ar 4
2.2 Poluentes do Ar 5
2.3 Propriedades das Partículas dos Aeres-
sóis 6
2.4 Proteção doMeio Ambiente contra a Po-
luição 9
2.5 Valores Limiares de Tolerância 10
2.6 Considerações Breves sobre Toxicologia
Industrial 15
2.7 Agentes Químicos e seus Efeitos Fisioló-
gicos Prejudiciais 16
2.8 Atuação dos Contaminantes no Organis-
mo Humano 21
3
Efeito do Movimento do Ar sobre o
ConfOrlo de Uma Pessoa 26
3.1 Sensação de Frio e Calor. Condições de
Conforto 26
3.2 Formas deTransmissão de Calor 26
3.3 Umidade Absoluta e Umidade Relat iva
30
3.4 Temperatura Efetiva T 30
3.5 Ventilação para o Conforto Térmico 33
3.6 Metabolismo 35
4
Venti lação Geral 37
4.1 Conceituação 37
4.2 Entrada deAr e Exaustão Naturais 37
4.3 Movimento doAr Devido aoVento 39
4.4 Movimento doAr nos Recintos emVirtu-
de da Diferença de Temperaturas 40
4.5 Combinação dos Efeitos da Açãodo Ven-
to com o Efeito de Chaminé 41
5
Psicrometria 44
5.1 Recordação de Noções Fundamentais de
Calor e Termologia 44
5.2 Carta Psicrométrica
fi Ventilação Geral Diluidora Obtida
Mecanicamente 73
6.1 Insunação Mecãnica e Exaustão Natural
73
6.2 Insuflação Natural e Exaustão Mecãnica
74
6.3 Insuflação e Exaustão Mecãnicas 75
6.4 Ventilação de Ambientes Normais 78
6.5 Mistura de Retorno com Ar Externo 88
6.6 Remoção da Umidade do Ar 89
6.7 Resfriamento do Ar 90
6.8 Compartimentos Limpos ou Purifica-
dos 91
7
Ventilação Geral Diluidora para Re-
dução de Calor Sens ivel 92
7.1 Considerações Preliminares 92
7.2 Condições Ambicntais de Conforto 93
7.3 Taxas de Ocupação dos Recintos 93
7.4 Calor Liberado por uma Pessoa 93
7.5 Calor Devido à Penetração do Exterior
para o Recinto por Condução em Razão
da Diferença de Temperaturas entre o
Exterior e o Interior do Mesmo 93
7.6 Carga Térmica Devida à Insolação 94
7.7 Carga Térmica Devida à Energia Dissi-
pada pelos Aparelhos de Iluminação 95
7.8 Carga Térmica Devida ao Funcionamen-
to de Motores Elétricos 95
7.9 Carga Térmica Devida a Equipamentos
em Funcionamento no Recinto 95
7.10 Calor Devido à Ventilação ou Infiltração
do Ar para o Ambiente 96
7.l\ Carga Térmica Total 98
7.12 Método Aproximado para Avaliação de
Carga Térmica e do Volume de Ar de
Insuflamento para Remoção da Mesma
100
7.13 Ventilação de Salas de Máquinas ou Re-
cintos Industriais 101
8
Venti lação Industr ia l Diluidora 105
8.1 Ventilação Local Diluidora ou Geral Df-
luidora Industrial 105
8.2 Taxa de Ventilação 107
8.3 Casos a Considerar 109
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1'.4 Tempo para o Estahelecimento de um
Dado Grau de Concentr aç ão num Rec in -
to.
11 1 ~ .
1 '. 5 Ven tila ção Gera l D il ui do ra par a Ev ita r
Fogo ou Exp los ão. 113
X.h Mistura de Solventes. 114
9
Dutos para Condução do Ar, 117
9 .\ Div isãodo Assunto. 117
9.2 ConsideraçÜes Preliminares Quanto ao
Dimensionamento dos Dutos para Insu-
nmnento e Aspiraç,io. 117
9.3 Dimensionamento dos Dutos. 124
9.4 Perdas de Carga em Peças Especiais . 13K
9.5 Expansão ou Alargamento Gradual. 143
9.h
Comprimentos Equivalentes em Peças.
144
9.7 Curvas c JunçÔes. 147
9.1' JunçÔes ue RamifieaçÜesem Duto. 14K
9 .9 Mater ia l dos Dutos. 154
lO
Ventiladores, 157
10.1 Ddiniç. jo. 157
10.2 C las si fi ca ção . 157
10.3 FUl 1l lament os da Teor ia dos Ven tila do .
r es . 164
10.4 Grande za s Cara cte rí st ic as . 171
10.5 l. eis de Semelhança. 176
10.6 Escolha do Tipo de Ventilador. Veloci.
dade Espec if ica. 171 '
10.7 Cod ici en tes AdimensiOlmis. 179
10.1' Veloc idades Per if .: ri cas MÜximas . 179
10 .9 P ro je to de um Vent il adurCen tr íf ugo. 11'1
10.10 Escolh.l Pre liminar doTipo de Rotor . 11'5
10.11 Curva Carac te rí st ica do Sis tema. 11'6
10. I : Controle da Vaz .jo. 11'9
1O 1J
Operaç.jo de Ventiladores em S.:riee em
Paralelo. 192
10.14 Efe it o da Vari açÜo da Densi dade s oh re
o Ponto de OperaçÜo. 193
10.15 I ns ta la çÔes de Vent il auore s em Cond i.
çÜes Per igosas . 195
10.16 Ruído P rovocado pe lo Vent il ador. 197
11
Ventilação Local Exaustora, /99
11.1 Caracterizaç.jo do Sblema. IW
I \ .2 Captor. 201
11.3 Estimativas daVazão a Ser Exaurida com
o Captor. 229 .
l iA VazÜoa Considerar em Captores. 255
11.5 Projeto de uma InstalaçÜode Exaust. io
Local. 25K
12
Purificação doAr, 270
12.1 Generaliuaues.270
12.2 Fatores a Serem Considerados na Escolha
uo Equi pamen to . 270
12 .3 Equ ipamento s para Cole ta e El iminaç ão
das Par tí culas. 283
12.4 Equipamentos para Separação e Coleta
de Contaminantes Gasosos . 283
12.5 Filtros. 285 .
12.6 Coletores Gravi tacionai s. 303
12.7 Cole to re s de Cãmar as ln erc ia is . 305
12.8 Cole to re s Cen trí fugo s ou Cic lones . 306
12.9 Coletores Úmidos. Lavadores de Gases
ou To rre s Lavadora s. 316
12.10 Tra tamento de Gase s e Vapo res . 323
12.11 Fil tros Ele tros tá ti cos ouElet rofi lt ros. 332
13
Remoção e Eliminação do SOl-Ani-
drido Sulfuroso, 338
13.1 Natureza daQuestão. 338
13.2 Emissão do Enxofre. '339
13.3 Chuvas Ácidas. 339
13.4 Limites de Emissão deSO.. 340
13.5 Exemplo. 341 .
13.6 SoluçÜespara Con trole do 50, no Ar.
342 -
13 .7 Tra tamento do 50. Cont ido nos Gases
de Comhustão. 342-
13.8 Métodos deVerificaçãodo Teor de SO..
347 .
.
i
I
L
17.2 Exemplos de Aplicação. Produtos Em-
pregados Causadores de Maus Odores e
Recursos Adotados para Eliminar esses
Odores. 363
18
Ejetor deAr ou Bomba deJato, 365
Medições em Ventilação Industrial,
370
ma- Funuaç. jo de Engenharia Estauual \
do Meio Amhiente do Rio de Jane iro.
31'1
20
21
Tabelas Úteis, 383
Licenciamento de Atividades Poluido-
ras e Aprovação de Projetos de Siste-
mas de Controle da Poluição do Ar,
3n
I
l4
Controle.das Emissões de NO... Óxidos
de Nitrogênio , 348
14.1 Fonnaç. jo dos Óxi dos de Nit rogêni o. 348
14. 2 Controle pela Ação no Comhustor. 349
14.3 Controle pela AçÜo na Fornalha. 349
1. \.4 Controle dos Gases antes de Entrarem
na Chamin.:. 349
19
19.1 Nat ure za da s Med içÜe s. 370
19.2 Mediç ão dos Níveis dos Gase s P re sen te s
no Ar. 370
19.3 Tclemediç ão com Lasers. 372
19. 4 Medição da Velocidade do Ar. 373
19. 5 Medições de Vazão. 379
19.6 Mediç ão da Pr ess ão (Est át ic a) . 3X(}
19. 7 Medição de Temperatura. 381
19.1' Mé todo s ue Mediç .i o Ado tados pc I I' ee -
21.1 Entidade Controladora. 392
21.2 Lieenciamen\(). 392
21.3 Sistema de Lieenciamento de Atividade,
Poluidoras - SLAP. 393
Bibliografia, 396
Índice Alfabético, 399
.
15
Poluição pelas Pedreiras, Mineração
e Perfuração de Túneis, 351
15.1 ConsidemçÔes Preliminares. 351
15.2 PerruraçÜoda Rocha. 351
15.3 BeneficiamenlO do Material Extraído.
353
15..\ Sistema de ExaustÜo-ventilação. 354
15.5 Lavagem da Pedra Britada. 354
15 .6 Remoção de Gases em Túneis c Minas.
355
15.7 Doenças Provocadas pela RespiraçÜo de
Poeiras 5ilicosas.355
16
Poluição na Indústria Siderúrgica,
356
16. I O Proces so S iden irl i co . 356
16 .2 Polu ent es Formado~ . Depu raç .j o dos Ga-
s es e Separa ção do PÓ.351 '
17
Controle do Odor, 362
17.1 M .: todo s Empregados . 362
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onceitos undamentais
OBJETIVOS DA VENTILAÇÃO INDUSTI.UAL
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Numa acepção ampla , ventilar significa deslocar o ar. Na prá ti ca , o des locamento do ar t em como f inal idadl'
a retirada ou o fornecimento de ar a um ambiente, ou seja, a renovação do ar no mesmo.
Essa renovação tem como fim primordial a obtenção, no interior de um recinto dito fechado de ar
com um grau de pure za e vel oc idade de e scoamen to compat ív eis com as ex ig ênci as fis io lóg ica s par a a s aúde
e o bem-estar humanos, e uma adequada distribuição do mesmo no local. A renovação consegue, além
disso , controlar , dentro de cer tos l imit es , a t empera tura e a umidade ambiente. Ent re tanto, o controle r igoros ll
des tas duas grandezas sóse rea li za de um modo pra ti camente per fe ito em ins ta lações de c limati zação des ignada ,
como instalações de ar condicionado. .
A Ventilação Industrial é em ge ra l e nte ndi da como a opera ção re aliz ada por mei os mecânic os que v is el I'
a controlar a temperatura, a distribuição do ar, a umidade e a eliminar agentes poluidores do ambiente,
ta is c omo gase s, v apore s, poeir as , f umos, n évoas, mic ro rg an ismos e odore s, d esi gnado s por contaminantes
011
poluentes .
Podem-se consi der ar também como cont aminan tes s ub st ância s que norma lmen te exi st en ,
n a composi ção do a r normal quando el as exc edem de terminado s t eo res ou índic es de concen tra ção, p as sandQ
a oferecer risco maior ou menor à saúde daqueles que se expõem durante tempo considerável ao ar que.
as contém.
Além de remover de um determ inado local os elementos contaminantes, o cont ro le da polui ção pOl
meio da ventilação r equer muit as vez es que o s e lemen to s polu ido res , d epois d e capta dos , s ej am co let ados
dando-se a eles, em seguida, uma adequada destinação, de modo a não contaminarem o ar exterior, 01.
ri os e la goas , c aso venham a s er d is sol vi dos ou mis tu rados à água. A venti la ção indu st ri al , a dequadamente
proje tada e operada , consegue e liminar agentes nocivos à saúde humana, ou no mínimo consegue uma reduçãL
na in ten sid ade e na concentr aç ão dos agen tes con taminant es a ní vei s d e qua se to ta l inocu idade e evit a qu I'
e sse s agente s se di sp ers em na a tmos fer a, pr ejudi cando um número cons id erável d e pess oa s, a fe ta ndo mesmL
ascondições ecológicas indispensávei s à vida. Permi te , out ross im, reduzir as t emperaturas dos locai s de t raba lho
a níveis suportáveis e até mesmo a condição de relativo conforto ambiental. '
É nece ssá ri o i nsi st ir que a Ven ti la ção Indus tr ia l n ão vi sa apenas a at ende r a condições fa vor áveis p ar:.>
aqueles que trabalham no interior das fábricas ou nos limites das mesmas. Objetiva, também, impedir quL
o lançamento na atmosfera, através de chaminés ou outros recursos, de fumaças, poeiras, gases, vapores
e partículas venha a contaminar o ar, ameaçando a saúde e a vida da população das vizinhanças e atL
mesmo de locais relat ivamente afastados.
As indús tr ias s iderúrgicas (ca lc inação, s in te ri zação e tc .) , pet roquímicas e químicas são normalmente mui te
pol uidora s. Lançam na atmosf er a, em cer to s c aso s, sem tr at amen to adequado, g rande quanti dade de mat er ia l
pa rt ic ula do e polu ent es no e st ado de gas es ou vapore s. As e sta tí st ic as r evelam número s e st ar re cedorc s part-
a mas sa de subst ânc ia s pol ui dor as la nçadas na atmosf er a, n ão obst an te o es fo rço que em muito s país es vem
sendorealizadoparareduzira poluição.
\
As conseqüências de uma poluição em larga escala, dependendo naturalmente dopoluente , podem manifes -
t ar- se sob a fo rma de gr ave s doença s, e ntr e a s quai s devem ser menci onadas :
il,
-
.enfisema pulmonar e outras afecções broncopulmonares;
-
hipertensão arterial;
-
doenças do fígado;
- doenças dosolhos e irritação das mucosas;
....
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1 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
-
doenças do sistema nervoso central;
-
dermatites;
- câncer da pele ( pele de jacaré );
-
câncer do sangue (Ieucemia) num processo inexorável, que pode levar de 10a 20anos até o desenlace.
- anomalias congênitas:
anencefalia (nascimento de crianças sem cérebro);
hidrocefalia (aumento da quantidade de líquido no encéfalo);
microencefalia (redução do tamanho do cérebro);
- alteração de fertilidade no homem e na mulher.
Os conhecimentos da medicina estabelecem níveisde conforto e índice de poluição e limites de tolerância
do organismo humano a g rande número de subs tâncias cuja l iberação no ar tem lugar no ambiente em
quese vive, e, mais particular e intensamente, em indústrias, processos extrativos, de beneficiamento, químicos,
mecânicos. siderúrgicos, perfuração de galerias de minas, de túneis, desmonte de pedreiras e tantos outros.
Cabe à engenharia encontrar a solução adequada, para que os limiares de segurança sejam respeitados,
proporcionando condições ambientais adequadaS à vida humana e à preservação da fauna e da flora. Entre
as medidas de engenharia relacionadas com a Ventilação Industrial e Controle da Poluição, devem ser
citados:
Projeto adequado
compatível com o grau de risco dos poluentes envolvidos nos processos. A preocupação
exclu siv a com a economia pode conduzi r a s ol uçõe s pal ia tiv as ou il us ór ia s. O p ro je to deve se r en te ndi do
como o do processo indus tr ia l em si, e o da Venti lação cor respondente.
A substituição de materiais nocivos ou muito tóxic os po r out ro s de menor nociv id ade, quando fo r pos sí ve l,
deve ser tentada.
Umidificação do ar É muito usada quando há poeira. Aplicada na indústria de cerâmica, perfuração de
minas , a be rt ur as de val as em pavimen ta ção de r ua s, es tr ad as , b ri ta gem de ped ra s, p át io s de ca rvões e tc .
Confinamento
Usado no jateamento de areia, em pintura, trituração, moagem de cereais etc. A operação
é rea li zada em compart imentos que impeçam o escapamento das substâncias poluidoras para out ros ambientes .
Isolamento
Consi st e na ins ta lação do equipamento de uma unidade a lt amente poluidora em um prédio separado
do conjunto industrial. Recorrendo também à automação, consegue-se que, na trituração, a poeira e, nas
pinturas, a tinta s6 venham a alcançar os poucos operários encarregados de sua vistoria , os quais, nas
vezes em que operarem, i rão devidamente protegidos.
Ventilação de ambientes par a a ss egurar c ondi ções de conf orto adequadas , de modo a remover do ambient e
contaminantes provenientes de equipamento e processos químicos e indus tr ia is .
É o que se pretende com a aplicação da técnica da Ventilação Industrial
Separação
e
coleta
dos poluentes , processando-se um t ra tamento, quando necessário, e dando-se ao produto
re sidual uma des tin aç âo que não p re judi que a s condiçõe s ecol óg ic as amb ien ta is . É o ob je ti vo do
Controle
da Poluição
1.2 CLASSIFICAÇÃO SUMÁRIA DOS SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
h.1
Os sistemas de venti lação se dividem em
Sistemas de Ventilação Geral
e em
Sistemas de Ventilação
Local Exaustora.
Vejamos em que consistem.
1.2.1Sistema de ventilação geral
Rea li za a ven ti laç ão de um ambi en te , de um modo g loba l e gera l.
Pode ser:
Natural quando não são empregados recursos mecânicos para provocar o deslocamento do ar. A movi-
men ta ção natu ral do a r s e faz at ra vé s de ja ne la s, por ta s, l an temin s e tc .
Geral diluidora
quando s e empregam equ ipamen to s mecânic os ( vent ila dor es ) p ar a a ven ti la ção do
rec in to . A venti laçâo geral d iluidora pode rea li zar- se por meio de:
insuflação;
exaustão;
insuflação e exaustão combinados,constituindo o chamado
Sistema Misto.
A Venti lação Geral tem por finalidade:
a)
Manter
o
conforto e a eficiencia do homem.
Para isto, procura realizar:
o
restabelecimento das condições ambientais do ar, alteradas pela presença do homem;
a refrigeração do ar em climasquentes;
CONCEITOS FUNDAMENTAIS 3
o
aquecimento do ar em climas frios;
-
o controle da umidade do ar.
Estes objetivos sãoconseguidos da forma mais perfeita nas denominadas
instalaçõesde ar condicionado.
b
Manter a saúde e a segurança do homem.
Visa a conseguir:
- reduzir a concent ração de aerodispers6ides e par ti culados nocivos , a té um nível considerado compatíve l
com as exigências de salubridade;
imped ir que a conc en tr aç ão de gas es , v apore s e poeira s in fl amáve is ou explo siv as ul tra pa ss e limite s
de segurança contra a inflamabilidade ou a explosão.
c Conservarembomestadomateriaiseequipamentossubestaçõeselétricaseminteriores; locais decompres-
sores, de motores a diesel e de geradores e motores elétricos).
1.2.2 SIstemade ventllação local exaustora
Realiza-se com umequipamento captor de ar junto à fonte poluidora, isto é, produtora de um poluente
nocivoà saúde, de modo a remover o ar do local para a atmosfera, por um sistema exaustor, ou a tratá-Io
devidamente, a fimde ser-lhe dada destinação conveniente, isto é, sem riscosde poluição ambiental.
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Ir?
6
VENTILAÇÃO INDUSTRIAl.
dispersões de água ou gelo) menores que as de um
mist
(pulverizações, atomizações, espirro de uma
pessoa etc.). No
mist
ocorre uma baixa concentração de partículas líquidas de tamanho grande . Em
meteorologia, o
mist
indica uma leve concentração de partículas de água de tamanho suficientemente
grande para que caiam. O
smog
resulta de reações na atmosfera entre certos hidrocarbonetos, óxidos
de nitrogênio e o ozônio, sob a ação da luz solar. Provoca irritação nos olhos, dificuldade respiratória
e reduz a visibilidade.
e)
Organismos vivos.
Os mais comuns são o pólen das flor es (5 a 10
p. ,
os esporos de fungos (1 a 10
p.
e as bactérias ( 0,2 a 5
p.
ou mesmo até 20
p. .
Em circunstãncias especiais e em geral em locais
confinados, pode ocorrer a presença de vírus (0,002 a 0,05
p. .
f) Além dos ae,ossóis devem-selevarem consideraçãoos g s se vapores,que podemocorrer em certos
ambientes ou processos industriais , como é o caso do NHJ, S02' NOz, CO, CH.. CIe CO2(em excesso).
Sãoconsiderados por alguns autores como sendo também aerodispersóides.
Gás.
É umdos estados ~e agregação da matéria. Não possui forma e volume próprios e tende a expandir-se
indefinidamente. A temperatura ordinária, mesmo sujeitas a pressões fortes, não podem ser total
oU
l
arcialmente reduzidos ao estado líquido.
Vapor.
a forma gasosada matéria, a qual, à temperatura ordinária, pode serreduzida total ouparcialmente
ao estado líquido.
g)
Fly ash
(fuligem). Sãopartículas finamente divididasde produtos de queima de carvãoe óleo combustível
e que são carregadas nps gases de combustão em geral de fornalhas e queimadores de caldeiras.
Alguns autores classificamos aerodispersóides simplesmente em: poeiras; líquidose vapores condensados;
gases e vapores não-condensados; fumaças.
A Fig . 2.1do l ivro
Air Conservation Engineering,da
Connor Engineering Corporation, fornece, grafica-
mente, indicações quanto aos aerossóis, vapores e gases, aostamanhos das partículas e aosmétodos recomen-
dados para a eliminação das mesmas. A Fig. 2.2 (gráfico de S. Sylvan) indica os níveis de concentração
e o tamanho médio das partículas, bem como os recursos aplicáveis ao combate à poluição, próprios a cada
caso.
Existe um gráfico devido a C.E. Laple, publicado pelo ROYCO lnstruments , lnc. e pelo Standard
Research lnstitute, que apresenta também sob forma gráfica, de um modo ainda mais detalhado, as caracte-
rísticas de partículas e aerodispersões, métodos para avaliação do tamanho das partículas e equipamentos
recomendáveis para a col~ta de partículas. (Ver no livro
Engenharia de Ventilação Industrial,
citado na Biblio-
grafia.)
2 .3 PROPRIEDADES DAS PARTíCULAS DOS AEROSSÓIS
2.3.1 Comportamento das partículas
O comportamento daspartículas no ar e sua velocidade de sedimentação dependem:
-
do tamanho das partículas;
-
da densidade das mesmas;
-
da concentração de partículas no ar;
- do movimento do ar.
Estas propriedades são levadas em consideração nos
captores
e nos eliminadores de partículas do ar
(filtros, precipitadores, lavadores, ciclones, impactadores inerciais, precipitadores hidrodinâmicos etc.)
2.3.1.1 Tamanho das partículas
O tamanho aerodinâmico de uma par tí cula é o diâmet~o ou o raio de uma esfera hipo té ti ca , tendo
a mesma velocidade de queda da partícula e uma massa específicaigual ai glcmJ.
2.3.1.2 Área superficial
Uma mesma massa subdividida em grande número de partículas tem sua superfície grandemente aumen-
tada, o que aumenta a taxa de reação química e agrava o risco de inalação dos aerossóis.
2.3.1.3 Evaporação e condensação
Partículas muito finas podem funcionar como núcleos de condensação de umidade nos processos de
transferência de massa na condensação e na evaporação. Essa difusão de massa varia proporcionalmente
com a área superficial das partículas.
AR ATMOSFÉRICO E AR POLuíDO
7(
Vejamos algumas propriedades importantes ligadas ao comportamento das partículas em suspensão no
ar.
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VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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Flg. 2.2 Carta de.S. Sylvan- níveisde concentração e tamanho médio das partículas.
2.3.2 Adesividade
Quando uma pequena camada de líquido se espalha sobre uma superfície fica sujeita a forças de adesão
proporcionais à atração molecular, à tensão superficial do líquido e ao raio de curvatura da superfície líquida
molhante.
r
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUfDo
9
A umidade do ar favorece a adesão. O fenômeno de adesão está relacionado com o fenômeno de tensão
superf ici al e com as chamadas fo rç as de Van de r Waals .
2.3.3 Densidade
A densidade de uma par tí cu la formada por d ispersão de um sólido será a mesma do mater ia l que a
riginou.
Quando, porém, diversas partículas sólidas não-porosas se juntam, a partícula resultante terá uma forma
geométrica diferente e que inclui espaços vazios. Por este motivo, a massa específica da partícula resultante
será menor que a das partículas originais. A massa específica de um conglomerado de partículas pode ser
até 10vezes menor que a domaterial que a formou devido a essaporosidáde.
2.3.4 Adsorção
É a adesão ou concentração de partículas dissolvidas ou dispersas sobre a superfície de um corp~. É
um fenômeno de superfície que severifica na camada que separa dois meios diferentes.
Partículas sólidas e líquidas de dimensões muito pequenas se apresentam recobertas por uma película
superficial de gás, a qual é mantida pela ação de forças elétr icas de atração ou pelas condições de valência
químicaoriginadasnacamadasuperfidal dasmoléculas. ,
Esta formação de camada adsorvente de gás sobre a superflcie de uma partícula depende do grau de
concentração do mesmo no ambiente, e a quant idade de gás que é adsorvido é função da superfície externaa partícula.
Quando Ocorre adsorção de gases sobre a superfície de partículas, várias características superficiais das
mesmas, tais como a evaporação, adesão molecular e carga elétrica, sofrem alterações.
Designam-se por adsorvedores substâncias ou equipamentos capazes de extrair certas impurezas gasosas
oua umidade do arpor efeito do fenômeno de adsorção São por isso usadas em fil tros e em secadores
2.3.5 Carga eletrostática
O contato, a separação, o choque ou atrito entre aspartículas emum meiogasoso provocam a transferência
deelétrons l ivres, o que comunica às partículas uma certa carga elétr ica. A difusão de íons l ivres no meio
gaso so também in flu i na c ar ga da s pa rtí cu las . Assim, a s c arg as de s ina l el étr ic o + e as de s in al
-
se distribuem
quase que igualmente entre as pequenas partlculas que vão ficar contidas no ar, de modo que, conquanto
cada partícula possa individualmente estar com alta carga elétr ica, o aerossol, em seu conjunto, pode ter
umacarga resultante bastante pequena, devido ao equilíbrio dascargas eletrostáticas de sinais opostos.
Quando as partículas são submetidas a uma carga pela ação de um campo eletrostático, as forças que
atuam sobre as partículas modificam suas condições de escoamento, podendo, desse modo, provocar a atração
e a ag lu ti nação das mesmas. A carga e lét ri ca receb ida pel a par tl cu la é proporc iona l ao seu t amanho , e
nestefato se fundamentam os precipitadores e classificadores eletrostáticos, conforme veremos oportunamente.
2 .4 PROTEÇÃO DO MEIO AMBIENTE CONTRA A POLUIÇÃO.
A Lei Federal n° 6938, de 31 de agosto de 1981,dispõe sobre a Pol lt ica Nacional do Meio Ambiente
oBrasil.
Esta lei foi regulamentada em 1°de junho de 1983pelo Decreto n°88.351, que conferiu ao Ministro
de Est ado do Inte ri or a coordenação geral da pol íti ca nac iona l do meio ambient e. Em 15de março de
98 oicriadoo Ministériode DesenvolvimentoUrbanoe MeioAmbiente.
'
O Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA) tem como órgão superior o Conselho Nacional
doMeio Ambiente (CONAMA), cujo Regimento inicial foi ~lterado em 03de junho de 1985.
Cabe ao CONAMA, entre outras atribuições, asseguintes:
- Es tabe lec er , com o apoi o t écn ic o da Secre ta ria Espe ci al do Me io Ambi en te (SEMA), no rmas e cr ité rio s
gerais para o licenciamento das atividades efetiva ou potencialmente poluidoras.
- Determinar, quando julgar necessário, antes ou após o respectivo licenciamento, a realização de estudo
das a lt erna tivas e das possíve is conseqüências ambientai s de proje tos públi cos ou privados de grande por te .
- Est abele ce r, com ba se em es tudos da SEMA, norma s, c rit éri os e padr õe s r el ati vo s ao contr ol e e à manu ,-
t enção da qualidade do meio ambiente.
O Decre to , em seu art igo 9 , cr iou vá ria s Câmar as Técn ica s coor denada s pel a SEMA, sendo uma dela s
aencarregada dos assuntos rel at ivos à qualidade geral do ar a DIPAR.
Cabe aos Estados e Munic íp ios a regiona li zação das medidas emanadas do SISNAMA, elaborando normas
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10
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
e padrões supletivos e complementares.
O órgão es tadual do meio ambiente em São paulc(é a CETESB, e no Es tado do Rio de Janeiro é
a FEEMA - Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente
-
e a SEMA, esta em caráter supletivo.
Determinarão, sempre que necessário, a redução dasatividades geradoras de poluição, para manter asemissões
gasosas ou efluentes líquidos e resíduos sólidos nascondições e limites estipulados no licenciamento concedido.
O Decreto citado prevê multas a quem causar poluição atmosférica que provoque a ret irada, ainda
que momentânea, dos habitantes de um quarteirão urbano ou localidade equivalente .
A Associação Brasi le ira de Meio Ambiente e a Fundação Brasi le ira para a Conservação da Natureza
defendem o meio ambiente contra a poluição e a predação ecológica.
2.5 VALORES LIMIARES DE TOLERÂNCIA
São muitos os poluentes que resul tam de operações e processos industria is. O organismo humano, os
animais e os vegetais podem vir a ser gravemente afetados, caso o grau de concentração desses poluentes
no ar venha a ultrapassar certos limites de tolerância.
Na prá ti ca , não exi st e a pre tensão de se a lcança r uma pur if icação tot al do a r, mas a tingir um grau
de pureza que não ofereça riscosà saúde e à ecologia nem a médio nem a longo prazo.
Pesquisas quanto à suscetibi lidade dos organismos à ação de agentes poluentes têm sido e continuamsendo levadas a efeito por várias organizações de Saúde Pública e higienistas em todo o mundo.
O levantamento das observações e os resultados apurados permitiram a elaboração de tabelas indicativas
dos limites de tolerância do organismo humano a um considerável número de poluentes industriais.
Assim, por exemplo, a American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) publica
periodicamente uma tabela dos chamados valores limiares de lolerlJncia Ihreshold limit va/ues
-
TLV . A
de fin iç ão cor ret a do s limi are s de t ole rân ci a pe rmiti rá o c ál cul o d o limit e to tal p ermi ssí ve l de emis são d e
um det ermin ad o p ol ue nte . A p art ir d aí p od erã o s er est ud ad os os méto do s de red uç ão da emiss ão , da col eta
d os p oluent es , d o t ra tamento p ar a a p ur if ic ação d o a r e e st ab el ec id os s is temas d e con trol e d o t eo r d o p oluent e.
O
Valor do limiar de loler lJnc ia
(YLT) cor re sp on de a uma con cent ração méd ia d e sub st ân ci as suspensas
o u d ispe rs as n o a r d e um cer to amb ient e d e t raba lh o, em um det erminado int erva lo d e t empo , e q ue r ep re sent a
condições para as quais se pode presumir com cer la segurança q ue q uas e to dos os tr l ba lha do re s po ss am
est ar e xp os tos a e sse a r s~m qu e o co rra a manif est aç ão d e u m ef eit o a dv er so em se u or ga nismo.
Exi st em t rê s v alor es l im ia re s d e tol er ân ci a mai s con hecidas e q ue são :
a) TLY-TWA Threshold Limil Value - Time Weighted Average . Corresponde a concentrações ponderadas
pelo tempo, para uma jornada de trabalho de 8 horas e uma semana de trabalho de 40 horas e para
a s qu ais t od os o s tr ab alh ad or es p od em se r e xp os tos r epe tid amen te dia ap ós d ia, s em efe ito adv er so .
b) TLY-8TEL
Threshold Limit Value
-
Short Term Exposure Umil . Ê
a con cent ração p ar a a q ua l o s t raba lh a-
d or es p od em ser exp os to s con ti nu ad amen te , p or um cur to i nt erva lo d e t empo , s em sof re rem:
1. Irritação das mucosas e da pele;
2. Dano crônico ou irreversível de qualquer tecido;
3 . Narcose em grau ta l que possa aumentar a possibi li dade de um ac iden te ou reduz ir a capac idade de
autodefesa, ou ainda, o rendimento no trabalho.
Trat a- se de um parâmet ro que suplementa mas não exc lu i o TLY-TWA e se apl ica a casos em que
se saiba que existem conseqüências graves provocadas por substâncias cujos efeitos sâo primária e normal-
mente de natureza crônica.
Um STEL se def ine como a concent ração duran te um in te rvalo de t empo de 15minutos e que não
deve ser excedida em nenhum tempo durante um dia, supondo que a concentração ponderada diária
esteja dentro dos limites de TLY-TWA.
As exposições correspondentes ao STEL não devem exceder 15 minutos e não podem ser repet idas
mais de quatro vezes aodia.
Deve haver pelo menos 60minutos entre duas exposições sucessivas de.um STEL.
c)TLY-C
Threshold Limil Va/ue-Ceiling .
Vem a ser a concentração que
não deverá serexcedida
em qualquer
tempo da jornada de trabalho. Corresponde pois a um teto ou limite superior que não deve ser atingido.
Sempre que possível, devem ser realizados estudos aprofundados para a fixação dos limites de tolerância,
uma vez que a capacidade de defesa e a resistência dos organismos. variam muito e é sempre conveniente
trabalhar-se com boa margem de segurança.
Segundo a entidade que publica os valores , os TLYs devem ser usados como guias no control e do
risco à saúde e não como seconstituíssem limites precisos entre concentrações seguras e perigosas.
Para o ar ambiente exterior à indústria , respirado pela população na vizinhança, os valores devem ser
muito mais baixos, pois o ar poluído será respirado durante as24 horas do dia.
A Tabela 2.2 indica os valores dos TLY-TWA e TLY-STEL para os casos de alguns produtos químicos
mais usuais.
.,
~
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUÍOO
11
Tab el a 2 .2 Yalor es l imi te s máximo s p ar a p oe ir as , f umaças e n eb li na s t óx icas , s eg un do
a ACGIH - American Conference o f Governamental Industr ial Hig ienists - Industrial
Yentilation, ed. 1985-1986
TLY-TWA
Substâncias
Acetaldeído
Acetato de etila
Acetato de metila
Acetato de vinila
Acetato n-propil
Acetona
Acetonitrila
Ácido acético
Ácido tricloroacético
Ácido fórmico
Ácido crômico e cromatos
Ácido fosfórico
Ácido nítrico
Ácido pícrico (efeito sobre a pele)
Ácido sulfúrico
Acetileno (tetrabrometo de)
Acroleína (aldeído acético)
Acrilato de etila (pele)
Acrilato de metila (pele)
Álcool alOico(pele)
Álcool n-butOico (pele)
Álcool etOico (etanol)
Álcool meUlico(metanol) (pele)
Álcool propOico (pele)
Aldrin (hexacloro) (pele)
AmÔnia
Anidrido acético
Anilina (pele)
Antimônio
Arsenato de chumbo
Arsênico e compostos
Arsina
Bário (compostos solúveis)
Benzemo (benzol) (pele)
Benzila, cloreto de
Berílio
Bióxido de carbono (COz)
Boro, óxido de
Brometo de metila (pele)
Brometo de hidrogênio (ácido bromídrico)
Bromofórmio (pele)
Butadieno (1,3 butadieno)
Butilamina (pele) (valores teto)
Butano
Cádmio, óxido de (fumo)
Cálcio, carbonato de
Cálcio, óxido de
Cánfora
Carbono, suIfeto de
Carbono, monóxido de
Celosolve (2 etoxietanol)
Chumbo
Chumbo, arseniato de
Chumbo, tetraetila (pele)
Cianetos, pele
Cianogênio
Ciclo hexanol
Cloreto de alila
Cloreto de etila
aoreto de hidrogênio (ácido clorídrico)
ppm
100
400
200
10
200
750
40
10
1
5
1
0,1
5
10
2
50
1.000
200
200
25
5
2
5.000
5
3
0,5
1.000
5
800
2
20
50
200
10
50
1
1.000
5
2
0,05
10
1
-
TLY-STEL
mglm3
ppm
mglm3
ISO
150
270
1.400
-
-
610
250
760
30
30
60
840
250
1.050
1.780
1.000
2.375
70
60
105
25
150
270
7
9
0,5
1
-
3
5
4
10
0,1 .
-
0,3
1
-
-
15
1,5
20
0,25
0,3
0,8
20
25
100
35
-
-
5
4
10
150
1.900
260
250
310
500
250
1.050
0,25
-
0,75
18
35
27
20
-
-
10
5
20
0,5
0,15
0,2
0,2
0,5
30
25
75
5
0,002
9.000
10
-
20
20 15
60
10
5
2.200
1.250
2.750
15
1.900
0,05
-
0,2
-
-
20
5
-
-
12
3
18
30
-
-
55
400
440
740
-
-
0,15
-
0,45
0,15
-
-
0,1
-
0,3
5
20
200
3
2 6
2.600
1.250
3.25.0
7
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.
I
12
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUtDO
13
Além da tabela de TLV como indicação do limite de tolerância dos organismos a uma substância ou
produto químico, encontram-se tabelas que aplicam outras referências baseadas na experiência das entidades
que as publicaram ou na de seus autores. As maisconhecidas são:
Toxic limits
(TL) - da Uni ted Sta tes Publi c Health Service (USPHS) ;
Maximum acceptable concentration (MAC) - concentração máxima aceitável, da American Standard
Association (ASA);
Recommended maximum concentration (RMC) - concent ração máxima recomendada , da American Indus-
trial Hygiene Association (AIHA);
Tabe la 2.2 ( cont. ) Valo re s limite s máx imos ta ra poe ira s, fumaça s e neb lin as tóxic as ,
segundo a ACGIH
-
American Conferenc of Governamental Indus tr ia l Higieni st s
- Industrial Venti lation, ed. 1985-1986
TLV-TWA
TLV-STEL
Substâncias
ppm
mglm3
ppm
mglm3
Cloreto de metila
50
105
100
205
Cloreto de metileno (diclorometano)
100
350
500 1.740
Cloreto de vinila (cloroetileno)
5
10
-
-
Cloro, 6xido de (CI,o)
0,1
0,3
0,3 0,9
Cloroacetaldeído (limites máximos)
1
3
Clorobenzeno
75
350
Clorodifenil (54 cloro)
0,5
1
Cloroetileno (cloreto de vinila)
5
10
Clorof6rmio (triclorometano)
10
50
50
225
Cloroprene
10
35
Cobalto
-
0,1
Cobre(fumos)
-
0,2
Cianamida
-
2
Cobre(poeirase neblinas)
1
-
-
2
Cromo
0,5
-
Cresol(e todosos isOmeros)pele)
5
22
DDT [2.2-bis(p-clorofenil)-tricloroetano]pele)
-
1
-
3
Clorodifluorometano
1.000
3.500
1.250
4.350
Dicloreto de propileno
75
350
110 510
Dimetilamina
10
18
- -
Dinitrobenzeno(e todosos isômeros)(pele)
0,15
1
0,5
3
Dinitrotolueno(pele)
-
1,5
-
5
Di6xido de enxofre
2
5
5 10
Di6xidodenitrogênio
3
6
5
10
Di6xidode titânio
-
-
-
20
t
Enxofre, hexaflubreto de
1.000
6.000
1.250
7.500
Enxofre, pentafluoreto de
0,025
0,25
0,075 0,75
Estanho (compostos inorgânicos)
-
2
Estanho (compostos orgânicos)
-
0,1
Estricnina
-
0,15
-
0,45
Etanol (ver álcool etílico)
Éter etílico .
400
1.200
500
1.500
Éter isopropílico
250
1.050 310
1.320
Etila, brometo de
200
890
250
1.110
Etila, cloreto de
1.000
2.600 1.250
3.250
2 Etoxietanol (pele)
5
19
-
-
Fenil-hidrazina (pele)
5
20
10
45
Fenol (pele)
5
19
10
38
Ferrovanádio,poeirasde
-
1
-
3
Flúor
0,1
0,2
-
-
Fluoretode hidrogênio(ácidofluorídrico)
3
2,5
6
5
Fluoretos
-
2,5
Fosgênio
0,1
0,4
Formaldeído
1
1,5
2
3
F6sforo (amarelo)
-
0,1
-
0,3
F6sforo (tricloreto de)
0,2
1,5
0,5
3
Gás carbônico (CO,)
5.000
9.000
15.000
27.000
Fumos de 6xido de magnésio
-
10
-
-
Furtural (pele)
2
8
10
40'
Gasolina
330
900
500 1.500
GLP
1.000
1.800
1.250
2.250
Hexana (n-Hexane)
50
180
Hexona (metil-isobutil-cetona)
100
410
Hidrazina (pele)
0,1 0,1
,.Hidr6xido de s6dio ou potássio
-
2
lodo
0,1
1
(socianetodemetilenobiofenil(MDI)
0,02
0,05
Lítio,hidreto
-
0,025
Magnésio,fumosde 6xidode
-
10
Manganês
-
5
Tabela 2.2 (cont.) Valores limites má.x1mospara poeiras, fumaças e neblinas tóxicas,
segundo a ACGIH - American Conference of Governamental Industrial Higienists
-
Industrial Ventilation, ed. 1985-1986
TLV-TWA
TLV-STEL
Substâncias
ppm mglm3 ppm
mglm3
Mercúrio(compostosorgânicos)(pele)
-
0,05
Metilmercaptan
0,5
1
Metilcelosolve(pele)
25
80
Molibdênio(compostosinsolúveis)
-
10
-
20
Molibdênio(compostossolúveis)
-
5
-
10
Monocloreto de enxofre
1
6 3
18
Naftaleno
10
50 15
75
Neblina de 61eo(mineral)
-
5
-
10
Nicotina(pele)
-
0,5
-
1,5
Níquelcarbonila(comoNi) 0,05
0,35
-
-
Nitrobenzeno (pele)
1
5 2
10
Nitrogênio, di6xido de 3 6 5 10
Nitroglicerina (pele)
0,05
0,5
Nitrotolueno, pele .2 11
Óxido de cálcio
-
2
Óxido de cloro (CI,O) 0,1
0,3
0,3 0,9
Óxido de etileno
1
2
Óxido de propileno
20
50
Óxido de zinco (fumos)
-
5
-
10
Ozônio
0,1 0,2
0,3
0,6
Percloroetileno (tetracloroetileno)
50
335
200
1.340
Pentacloretode f6sforo
0,1
1
-
-
Pentaclorofenol(pele)
0,1
0,5
-
1,5
Pentafluoreto de enxofre
0,025
0,25 0,075
0,75
Per6xido de hidrogênio, 90
1
1,5
2
3
Piretro
-
5
-
10
Piridina
5
15 10
30
Platina (sais solúveis)
-
0,002
-
-
Propileno, dicloreto de
75 350
110 510
Quinona
0,1
0,4
0,3
1
S6dio, hidr6xido de
-
2
-
-
Sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico)
10
14
15
21
Sulfeto de carbono
1(1
30
-
-
Sulfuril, fluoreto de
5
20
10
40
Tetracloreto de carbono
5 30
20 125
Titânio, di6xido de
-
-
-
20
Tolueno (toluol)
100
375
150
560
Triclorometano (clorofórmio)
10
50 50
225
Tricloreto de f6sforo
0,2 1,5 0,5 3
Trinitrotolueno (pele)
0,5
-
-
3
Urânio (compostossolúveise insolúveis)
-
0,2
-
0,6
Vanádio(V,O,
- fumos)
-
0,05
-
-
Zinco, 6xido de (fumos)
-
5
-
10
Zircônio,compostosde
-
5
-
10
1ppm = 1pane de vapor ou gás por milhão de panes de ar, por volume, a25 Ce 7fI JmiUmetros de mercúrio.
1 ppm = \0-. m /m
1mglm' = 1 mil ig rama desubs tânc ia por 1metro cúb ico de ar
1 de volume
=
10.000ppm
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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14
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Hygienic Standard for Daily Inhalation - Padrrs higiênicos para a inalação diária, doDr. Henry Field
Smith Jr. .
Nest e capít ul o f ar emos r ef erê nc ia e speci al a dois polu en tes à ba se do ca rbono e que são oCO, monóx ido
de carbono, e o CO2, anídrido carbônico. No Capo 13 trataremos dos óxidos de enxofre, e no 14, dos óxidos
de nitrogênio, altamente poluidores.
2.5.1 Monóxidode carbono. CO
o CO é um gás incolor e inodoro . Possui uma,afinidade com a hemog lobina do sangue maio r que
o oxigênio e forma a carboxiemoglobina, a qual reduz a capacidade tran~portadora de oxigênio pelo sangue
até ascélulas. É, portanto, um gás insidioso e venenoso, podendo ocasionar a morte.
A poluição com monóxido de carbono se deve principalmente à combustão de hidrocarbonetos com
deficiência de oxigênio e portanto, aos veículoscom motores de combustão interna que trafegam nas cidades,
notadamente os de motores diesel.
Como se observa na Tabela 2.3, a Secretaria Especial de Meio Ambiente
-
SEMA, de São Paulo,
est abelece para o monóxido de carbono:
-
uma concentração máxima, em 8 horas, de 10.000microgramaslmJ, que não deve ser excedida mais de
uma vez por ano;
-
uma concentração máxima horária de 40.000 microgramas/mJ, que não deve ser excedida mais de uma
vez por ano.
- uma concentração de4.000ppmdurante 30min pode ser fatal .
Tabela 2.3 Padrôes de qualidade do ar recomendados pela Portaria SEMA N. 23 e pelo Decreto-lei n .
8468do Estado de São Paulo
a.
Partículas em suspensão:
a.I Uma concentração média geométrica anual de 80 microgramaslm',
a.2 Uma concentração máxima diária de 240microgramaslm' que não deve ser excedida maisde uma vez por ano.
b. Dióxido de enxofre (SO,):
b.I Uma concentração média aritmética anual de 80 microgramas/m'.
b.2 Uma concentração máxima diária de 365 microgramaslm' que não deve ser excedida maisde uma vez por ano.
c.
Monóxido de carbono
(CO):
c.I Uma concentração máxima de 8 h de 10,000microgramas/m', que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
c.2 Uma concentração máxima horária de 40.000microgramaslm'. que não deveser excedida mais de uma vez por ano.
d. Oxidantesotoquímícos:
.
d.l Uma concentração máxima horária de 160microgramaslm', que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
o CONAMA- Conse lho Naciona l de Meio Ambiente - prevê que a evolução tecnológica dos veículos
com motor de combustão interna , a través de aperfei çoamentos e a lt erações de proje to , com injeção e le trônica
ou aerodinâm ica, melhor combustão, filtragem em certos casos, poderão em 10 a 12 anos reduzir os níveis
de poluição dos gases de carbono e nit rogênio causados pelos veículos a valores ace it ávei s.
A tualment e o s í nd ice s máximos permitidos são, no c as o de ve ícu lo s, p ar a c ada qui lôme tr o rodado:
24gdeCO
2 ,1 g de h id ro car bone to s (HC)
2 ,1 g de óxidos de n itr ogêni o (NO, )
Espera -s e, c om a lguns dos aperf ei çoament os menc ionado s, r eduzir , dentr o de a lguns ano s, es se s í ndi ce s
para:
12g de CO/km rodado
.1,2 g de HC/km rodado
1, 4 g de NO, /km rodado
Numa bem-suc edi da s ér ie d e ape rf eiç oamento s, e spe ra -se em uma déc ada , ou pouco mai s, ch ega r a
2 ,0 g lkm de. CO
O,3,g lkm de HC
0,6 glkm de NO,
Os vei cu lo s a á lcool ap res ent am menore s indic es de polu iç ão que o s a ga sol in a.
2.5.2 Gás carbônico - C01
Resulta da combustão do carbono quandohá excessode oxigênio,comoocorre nas queimadas , incêndios,
queima de lenha, de petróleo, decarvão, de metano etc. .
AR ATMOSFÉRICO E AR POLuíDO
,15 (
\
Não constitui propriamente um gás venenoso . Entretanto, o excesso de CO em ambientes confinados
produz asfixia e na atmosfera ocasiona o chamado efeito estufa que se apresenta com os seguintes graves (
inconvenientes: (
a ) Impede que o calor i rrad iado da ter ra para a a tmos fera se di ssipe . Poderá , no futuro, vi r a a lt erar as
temperaturas, fundir os g elos e elevar o nível dos m ares, com terríveis conseqüências. (
b) Altera o nível do ozônio (OJ) na atmosfera. Numa camada relat ivamente pequena, o ozônio impede
que grande parte da radiação ultravioleta chegue até nós, o que, se ocorresse, ocasionaria danos nos (
seres humanos (câncer de pele, por exemplo). O ozônio é um gás tóxico, formado nas camadas baixas
da atmosfera, quando emissões de hidrocarbonetos, como combustíveis não-queimados totalmente, reagem (
na presença de radiação solar com produtos de combustão.
c) Aprisiona os raios infravermelhos emitidos pelo sol, aquecendo a Terra alémdo desejável.
2.6 CONSIDERAÇÕES BREVESSOBRETOXICOLOGIA INDUSTRIAL
2.6.1 Toxicologia
É o estudo das ações nocivas de substâncias químicas sobre os IIlecanismosbiológicos.
A toxicologia pode ser encarada sob vários aspectos. O que nos interessa neste estudo é a toxicologia,
ambiental industrial, assunto apresentado, de modo excelente, no extenso capítulo do livro Engenharia de
Ventilação Industrial de A.L.S. Mesquita, F.A. Guimarães e N. Nafussi. (
A toxicologia ambiental é o ramo da toxicologia que trata da exposição casual do tecido biológico do
homem a produtos químicos basicamente poluentes do seu ambiente e de seus alimentos. É o estudo das(
causas, condições, efeitos e limites de segurança, para tais exposições. Trata da poluição, dos resíduos e
da higiene industrial. (
Toxicidade é a propriedade de uma substância que se manifesta em ambiente fisiológicovivo, produzindo
uma alteração indesejável do mesmo. Em outras palavras, é a propriedade de uma substância sob cuja ação,
pode vir a ocorrer dano a umorganismo.
Sinergismo é o aumento de toxicidade acima daquela comumente verificada e que ocorre quando o.
agente tóxico é aplicado em combinação com outras substâncias.
Antagonismo é uma ação oposta à toxicidade e pode ocorrer quando duas ou mais substãncias estão
presentes no organismo. A ação antagônica pode resultar na completa neutralização e eliminação dos efeitos
tóxicos, ou a toxicidade pode ser apenas parcialmente reduzida.
2.6.2 Agentestóxicos
Os agentes tóxicos podem class if icar -se em:
(
Irritantes. São corrosivos e vesificantes (produzem bolhas e vesículas na pele e nas mucosas). Existem
osque afetam principalmente o tratorespiratóriosuperior nariz,traquéia, faringe(porexemplo,
os aldeídos, poeiras e névoas alcalinas, amônia, ácidocrõmico, ácidoclorídrico, ácido fluorídrico,
fluoreto de hidrogênio, dióxido de enxofre, acroleína e outros); os que afetam
também os
pulmões:
bromo, cloro, óxidosclorados, flúor, iodo, ozônio, ácidosulfídrÍco, tricloreto de fósforo
e alguns dos acima mencionados, quando concentrados ou respirados durante longos períodos
de tempo; e osque afetam principalmente o tratorespiratório inferior:NO , fosgênio, tricloreto
de arsênico etc.
Asfixiantes. Interferem na oxidação dos tecidos, diluindo ou reagindo com o oxigênio atmosférico, ou
impedindo seu transporte pelo sangue. Podem ser simples - CO2, etano, hélio, hidrogênio
metano, n it rogênio, óxido nit roso; qu{micos - i socianato de met il a, fosgênio, CO, c iane to
de hidrogênio, ani lina , met il anil ina, n it robenzeno. Este últ imo e o sul fe to de hidrogênio (H2S)
formam metemoglobina e subseqüente redução da pressão sangüínea , podendo provocar parada
respiratória.
A falta de oxigenação dos tecidos pelo sangue chama-se anóxia anoxêmica. É produzida
pel os venenos hemát ic os , en tr e o s qua is CO, H2S, As, Pb, NOJ, C6H6( benzeno ).
Narcóticos. Funcionam como anes té sic os em seu es tá dio ex tr emo de a ção. É o ca so dos h idr oca rbonet os
ace ti lênicos e olefíni cos; do é ter e tí li co , do é ter i sopropíl ico, dos hidrocarbonetos paraf ín icos ,
das cetonas e álcoois alifáticos.
Tóxicos sistêmicos.
São agen tes de natu re za qu ímic a t al , que a tu am mai s d ir et amen te s obr e al gun s ó rgão s
ou si st emas , mas a cabam por comprome te r t odo o o rgani smo.
a) Afetam as vísceras: a maioria dos hidrocarbonetos alógenos (que contêm um dos elementos F, CI,
Br e I).
--1-
---
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Tab el a 2 .4 P ar te s d o o rg an ismo humano a fe tadas p elos con taminant es mai s
usuais e valores l imites crí ticos de tolerância (TLV-TWA)
OLHOS
1 . Gases e vapores
Cresol
Quinona
Anidrido acético
Acroleina (aldeido acético)
Cloreto de benzina
Álcool but/lico
2 . Poe iras t óx icas , neb li nas, f umaças
Hidroquinona 2 mglm3
CÉREBRO OU SISTEMA NERVOSO CENTRAL
1 . Gases e vapores
Benzeno (benzol)
Tet raclor eto de carbono
Sulfeto de carbono
Butilamina
Gás sul f( dr ico, SHz
Chumbo tetraetila
Acetaldeído (aldeído acético)
Nitrobenzeno
2 . Poe iras t óx icas , neb li nas, f umaças
Manganês
Mercúrio
Chumbo
16 VENTII.AÇÃO INDVSTRIAI.
i
l
I.
:1
b)
Afetam a formaçüo Lsangue:
bcnzeno , fenóis, tolueno , x ilol e naf taleno .
A emanação d e b en zeno n as i nd ús tr ia s s id erúrgi ca s p ro vo ca aleucopenia,
is to é, r edu çã o n a ta xa d e g lób ul os bra nc os n o sa ng ue.
c) Afetam o sistema nervoso: d issu lfato de carbono , álcoo l metnico (metano l) .
Const ituem também tóx icos causadores de dano sis têmico progressivo :
a) Metais tóxicos: chumbo, mercú ri o, ant imônio, cádmio, manganês, b er il o e tc .
b)
Não-metais tóxicos inorgânicos:
compostos de arsên ico, fósfo ro , selên io , enxofre, nuo retos, d issu lfato
de carbono , tet raeJoreto de carbono .
- Ma/erialparticulado nüo constituindo propriamente tóxicosistémico:
::I
a) Poeiras que produzem fibrose: silício, asbestos (amianto).
b) Poeiras inertes: carbo rundum, carvão.
c) Poeiras que produzem reações alérgicas: pólen , serragem, resinas e muitas outras poeiras o rgân icas.
d)
Pós i itantes:
sais, ácidos, álcalis, nuoretos, cromatos. .
e)
Bactérias
e outros microorganismos.
'11
I
I
I
2,6.3 Classificaçãodas substâncias segundo seus efeitostóxicos
a)
Venenos por concentração:
Produzem um efeito proporcional à quantidade que já estiver presente
no organismo:
1 fisicamente tóxicos
-
óxido nitroso, éter etílico, narcóticos em geral;
2) farmacologicamente ou bióquimicamente tóxicos - compostos o rgân icos fosfo rados, que permitem
acúmulo de grandes quant idades de aceti lcol ina
no organismo;
3) fisiologicamente tóxicos - Butilcelo so lve, que causa anemia hemofil ít ica (frag il idade dos g lóbu los
vermelhosdo sangue). .
PULM6ES
1. Gasese vapores
Níquel carbonila
Gás sulí{drico
Cioreto de alila
Dicloretil-éter
Dióxido de nitrogênio
2. Poeiras tóxicas, neblinas, fumaças
Compostos de cromo
Ber/lio
3. Poeiras minerais
Quartzo e cristabolita, calculados
250
I.
b)
Venenos crónicos:
tetraeloretro de carbono, que causa cirrose do fígado; benzeno, dissulfato de car-
bono;
c) Venenos cumulativos: que se armazenam no organismo quando atingido o l imite de tolerância do
sangue (chumbo, núor, DDT).
d) Venenos aditivos: cada molécula que entra noorganismo produz efeito permanente irreversível. Podem
produzir cãncer.
Exemplos: oníquel-carbonila e a benzopireno produzem câncerno trato respiratório.
2.7 AGENTES QUÍMICOS E SEUS EFEITOS FISIOLÓGICOS PREJUDICIAIS
pela fÓrmula
SiOz+
I
I
II
'I
~,
Entre os numerosíssimos produtos químicos capazes de causar danos a células, tecidos, órgãos, aparelhos
e sistemas do organismo humano, existem alguns que pelo seu largo emprego devem ser mencionados como
um aler ta e um dado no estudo das condições de h ig iene indust ri al e no pro je to de uma ins ta lação de
ventilação adequada.
Existe uma idéia simplória , ingênua e às vezes irresponsável , de achar-se que, para evi tar danos aos
olhos, basta colocar óculos especiais; para defesa do sistema circulatório e respiratório, basta colocar uma
máscara; e que, para proteger os tecidos cutâneos, são suficientes luvas compridas. Esses recursos de defesa
são m;cessários
mas, dependendo do grau de poluição, podem
não ser suficientes
para evi tar que, embora
mais lentamente, as doenças acabem por se instalar no organismo. Roupas especiais, tipo escafandro, podem
ser necessárias numa emergência e em trabalho de extremo risco, como no caso de haver radiações, mas
não como indumentária para um trabalho rot ineiro prolongado. É necessário que sejam removidas do ar
as substâncias tóxicas por métodos que veremos adiante, de tal modo que o nível de toxicidade fique abaixo
dos limites considerados aceitáveis para que os operários que trabalharem sob aquelas condições não estejam
com sua saúde e sua vida ameaçadas. Em certos casos, mesmo com captação local do poluente as operações
podem exigir o uso de másCaras, óculos e luvas, dada a proximidade do operador com os produtos tóxicos,
sua manipul ação e a té mesmo o r isco de uma eventual parali sação no sis tema de captores , por fal ta de
energia elétr ica. É o caso da decapagem de metais, jateamento de areia e pintura a pistola . A Tabela 2.10,
ao final deste capítulo, indica algumas substâncias.empregadas nos filtros de máscaras e os produtos que
os mesmos retêm ou neutralizam.
Quando se t iver que fazer um projeto para combater a poluição por alguma substância ou produto
não const an te das Tabe las 2 .2 , 2 .3 e 2 .4 , deve-se consul tar um químico e um médico que conheçam as
propriedades do produto e seus efeitos sobre o organismo humano.
OR ÇÃO
1 . Gas es e v apo re s
Anilina 2
SISTEMA RESPIRAT6RIO SUPERIOR
1. Gases e vapores
Ozônio
Dimetilsulfato
Anidrido acético
Acroleína
Gás sulfídrico
Acetaldeído (aldeído acético)
Álcool butaico
2. Poeiras t6xicas, neblinas,fumaças
Composto de cromo (como cr03)
FfGADO
1. Gases e vapores
Cresol (todos os isómeros)
SRica amoría
Mica (abaixo de 5 de silicalivre)
Talco
~
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUjDO
17
5
0,1
5
0,1
1
50
ppm (partes por milhão)
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
10
5
10
5
10
0,2
100
~
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
mglm3
ppm
ppm
5 mglm3
0,05 mglm3
0,15 mglm3
0,05 ppm
10 ppm
1 ppm
15 ppm
3 ppm
0,5 mglm3
0 ,0 02 mgl m3
20
20
20
mppcf (m.p.p.ft3)
mppcf
mppcf
ppm
. 0 ,1
1
5
0,1
10
100
50
ppm
ppm
ppm
ppm (fabricação de resinas sintéticas)
ppm
ppm
ppm (dissolvente de vernizes)
mwm3
,1
5
ppm
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18 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 2 .4 (cont .) Par tes do organismo humano afe tadas pelos contaminantes
mai s usuai s e valores l imit es crí ti cos de tolerância (TL V-TW A)
Dimetilsulfato
Clorofórmio (triclorometano)
Tet raclor eto de carbono
Dicloroetileno
Tolueno (toluol)
RINS
1 Gases
e
vapores
Clorofórmio
Dimetilsulfato
2 Fumos tóxicos
Mercúrio
P
1 Gases
e
vapores
Álcool butRico
Níquel carbonila
Fenol
1
10
5
10
100
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
10
1
ppm
ppm
0,05 mglm
50 ppm
0,001 ppm
5 ppm
Tabela 2.4a Algun s agent es químico s, as i ndú str ia s que o su tili zam e osó rgâos do corpo humano mais af eta do s
Agente
OLHOS (oftalmoconioses)
. Fumos metálicos
Cresol
Quinona
Hidroquinona
Anidrido acético
Acroleína
Cloreto de benzila
Álcool butRico
Acetona
Indústria
Fundição de metais, linotipos
Fabricação química, refinação de óleo
Fabricação química
Ind. de corantes sintéticos
Fabricação de tecidos
.Fabricação química, resinas sintéticas
Ind. de corantes sintéticos
Ind. de lacas e tintas
Ind. delacas e tintas
SISTEMA RESPIRATÓRIO SUPERIOR - MEMBRANAS MUCOSAS
Fumos metálicos Fundição de metais, l inotipos
Ozônio Operações de solda elétrica
Dimetilsulfato Fabricação química, indo farmacêutica
Cromo Fabricação de cromato, cromagem
Anidrido acético Fabricação de tecidos
Acroleína Ind. qu(mica
Sulfeto de hidrogênio Ind. de r aion: tratamento de r esíduos de esgotos sanitários
Álcool butRico Fabricação de lacas e tintas; dissolução de vernizes
Acetaldeído Fabricação química, fabricação de tintas
Acetona Fabricação de lacas e tintas; dissolução de vernizes
PULMÕES
Níquel
SRicacristalina (produz a pneumoconiose)
Asbesto (produz a asbestose)
Berílio
Cromo (pode provocar câncer pulmonar)
Sulfeto de hidrogênio
Cloreto de ali la
Dicloroetil-éter
Mica
Talco
Isocianeto de metila
Dióxido de nitrogênio
Aldeído acético
Processos de refinação metalúrgica
Ind. de mineração; indofundição
Ind. mineração; indotecelagem
Ind. fundição; indometalúrgica
Fabricação de cromatos
Ind. de raion viscose
Tratamento de resíduos industriais
Fabricação de plásticos
Fabricação de inseticidas; ref. de óleo
Ind. borracha; indoisolantes; indomineração
Fabricação química de plásticos
Fabricação química, decapagem de metais
Fabricação química; fabricação de tintas
Tabe la 2 .4 a ( cont. ) A lgun s agente s químicos, a s indú st ria s que o s u ti li zam e os ó rgão s do cor po humano
mais afetados
Agente
Indústria
F{GADO
Cresol
Dimelilsulfato
Clorofórmio
Tetracloreto de carbono
Tricloroetileno
percloroetileno
Tolueno
Fabricação química; refinação de óleo
Fabricação química; indofarmacêutica
Fabricação química; fabricação de piásticos
Fabricação química, limpeza a seco. Extintores
Fabricação química, desengraxe de metais
Fabricação química, limpeza a seco
Ind. borracha, indode plásticos
PELE
- As lesões na pele, apesar de não serem produzidas por poeira, chamam-se
dermaroconioses
Álcool butílico Fabricação de produtos químicos, lacas e vernizes
Níquel Processos metalúrgicos de refinação
Fenol Fabricação de plásticos
Tricloroetileno Fabricação de produtos químicos. Desengraxe de metais
Isocianeto de metila Fabricação de produtos químicos plásticos
CÉREBRO OUSISTEMA NERVOSO CENTRAL
Benzeno Ind. de borracha, fabricação química
Tetracloreto de c arbono Fabricação de solvente, limpeza a seco
Sulfeto de c arbono Fabricação raion, viscose; fabricação de borracha
Butilamina Fabricação de corantes sintéticos. Ind. farmacêutica
Sulfeto de hidrogênio Ind. de raion viscose
Chumbo tetraetila Fabricação química
Manganês Mineração. Processamento metalúrgico
Me rcúri o (h id rar giri smo) Oit en ta indús tr ia s d if er ent es . Fab ri caç ão de equip amen to el étri co. Ser viç os
de laboratório
Fabricação de automóveis, de baterias. Refina-
çãode minérios metálicos
Fabricação química
Fabricação química, tintas, vernizes
Fabricação de corantes sintéticos. Pastas para sapatos
Fabricação de pesticidas. Fogos de artifício
Chumbo (saturnismo ou plumbismo)
Dimetilamina
Acetaldeído
Nitrobenzeno
Tálio
CORAÇÃO
Anilina
Fabricação de corantes sintéticos. Fabricação de tintas.
Indústria de borracha.
RINS
Clorofórmio
Mercúrio
Fabricação química. Fabricação de plásticos
Fabricação de equipamentos elétricos.
Laboratórios científicos
Fabricação química. Ind. farmacêutica
imetilsulfato
SANGUE
Nitrobenzeno
Anilina
Arsênico (com arsina)
Benzeno (produz leucopenia)
Monóxido de carbono
Fabricação de cor~ntes sintéticos
Fabricação de tintas. Ind. de borracha
Decapagem de metais
Fabricação química. Ind. de borracha. Ind. siderúrgica.
Ind. de tratamento térmico
Serviço de automóveis; oficinas de reparo de veículos
Fabricação tintas; fabricação de borracha
olueno
Tabela 2 .4b Concent rações consideradas como
f ata is a o homem exp res sa s em ppm
Dióxido de carbono (C02)
Dióxido de enxofre (502)
Amônia (NH,)
Gás sulfídrico (H,S)
Ácido clorídrico (HCI)
Óxidos de nitrogênio (NO + NO,)
Ácido fluorídrico -
100.000
400
750
750
500
250
100
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20 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabe la 2 .5 Órgãos af et ados , doenç as e ou tro s male s causado s por a lguns pr odu tos químicos la rg amen te
fabricados e empregados
I.
HIDROCARBONETOS ALlFÁTlCOS
Metano .........................
Propano TLV
= 1.000 ppm
Butano .........................
GLP (gás liquefeito de petróleo)
Acetileno
2. HIDROCARBONETOSAROMÁTICOS
BenzenoTLV
=25 ppm GV
Nafta (alcatrão de hulha) TL V = 100 ppm . O -N -G
EstirenoTLV
=
looppm O-N-G
Voláteis de alcatrão TLV = 0,2 mglm' O-N-G
3.
HiDROC R ONETOSCLOR DOS
Cl or et o d e met il a TLV =100ppm, F.O-N-G
ClorofórmioTLV = 50ppm ,.. F
Tetr ac lo re tode ca rbonoTLV = 10ppm F-P -R
HexacloroetanoTLV
=
1ppm P-F
Cloreto de vinila TL V = 5 00 p pm
4. ÁLCOOiS, FENÓiS, ÉTERES
~Icool metOico(metanol) TLV = 200ppm. O.N.G
AlcooletOicoTLV =1.000ppm O.N.G
Álcoolpropl1icoTLV=200ppm O.N-G
FenolTLV =5ppm P-O-N-G-F-R
ÉteretOicoTLV= 400ppm O-N-G
5. ALDEIDO CETONAS
AldeídofórmicoTLV=5ppm O-N-G-B
Aldeídoacé ti coTLV' 200ppm O-N-G-B
AcetonaTLV=
400a 1.000ppm O.N-G
6. ÁCIDOS ORGÂNICOS ANIDROS
Áci do f órm ic o TLV =5ppm .
Ácido acético TL V = 10 ppm
asfixia
narcose
narcose
narcose
asfixia
asfixia
narcose, anemia
narcose
câncer
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
alergia
edema pulmonar
narcose
O-N-G
O-N-G
7. COMPOSTOS METÁLiCOS FUMOS, POEiRAS
AntimônioTLV = 0,5mglm' Açãosobreo coraçâoe os rins
ArsênicoTLV = 0,5 mglm' Distúrbios gástricos, pele, pigmentação
Cádmio(poeira)TLV = 0,2 mglm' Vômito, cãibras abdominais.
Cádmio (fumos)TLV =0,1 mglm' Vômito. pneumonite, rins
ÓxidodecálcioTLV = 5ppm Irritação dos olhos, nariz e garganta
Cromo (metal e insolúvel) TLV =1mglm' Rins, cãncer pulmonar
Saiscromosoe crômicoTLV
= 0,5mglm' Rins,câncer
Ácidocr ômico.croma to sTLV =0 ,1mg lm ' l rr ita ção do nariz . R in s; c ãncer pulmonar ; a umen to donúmer o
de GV. Hipertrofia do baço
Cobalto (metal, poeira)TLV =0,1 m glm' Policitemia, pneumonite, rins.
Cobre (poeira) TLV =1 mglm' Irritação do n ariz. distúrbios gástricos. rins. anemia
Cobre (fumo)TLV =0.1mglm' Idem.idem.
Óxidos de ferroTLV = 10mglm' Febre de fumo ( depósito nos pulmôes)
ChumboTLV
=0.2 mglm' Anemia. rins
Mercúrio TLV = 0 ,1 mglm' Pele. SNC. tremores; rins; a parelho digestivo; vias r espiratórias
NíquelTLV =0,1 mglm' Coração, rins, fígado
Prata (metal. solúvel)TLV =0.1mglm'.. Depósitosnegrosna pele
ChumbotetraetiloTLV =0.075mglm' Pele. depósitos nos pulmões
Estanho (inorgânico.exceto óxido)TLV = 5mglm' Rins; anemia
Óxido de zinco TL V = 5 mglm' Câncer intestinal; febre de fumo; vias r espiratórias.
8. GASES E VAPORES lNORGÂNlCOS
Ozona (ozônio)TLV
=
0.1ppm
Óxido nítrico TL V
=
25 ppm ....
Dióxido de n it rogênio TLV = 5ppm
Amôn ia TLV = 50 ppm
O-N-G-B-A
O-N-(J-B-A
O-N-G-B-A
O-N-G-B
' '-
AR ATMOSFÉRICO E ARPOLUÍDO
21\
Tabela 2 .5 (c ont .) Órgãos a fet ados, doenças e out ro s male s causados por al guns p rodu to s químicos
lar~amente fabricados e empre~ados
CloroTLV= 1ppm : O N G B
BromoTLV=0 1ppm O.N-G-B
IodoTLV
=0,1ppm O.N.G-B
Cloretodehidrogênio(HCI)TLV=5ppm O-N.G.B
Brometode hidrogênioTLV= 3ppm O-N.G-B
F1uoretodehidrogênioTLV
=3ppm O-N-G-B
Ácido nítricoTLV =2ppm O-N-G-B
DióxidodeenxofreTLV =5ppm O-N-G-B
Dióxidode carbonoTLV = 5000ppm....................
MonóxidodecarbonoTLV = 50ppm O-N-G.B
C iane to d e h id ro gêni o TLV = 10ppm
CianogênioTLV = 10ppm .............
Sulfeto de hidrogênio TLV = 10ppm
(
\
asfixia
asfixia química
asfixia química
asfixia química
paralisia respiratória
9. PARTlcULAS iRRiTANTES
Negrode fumoTL V = 3 5 mglm'
Hid ró xi do d e só dio TLV = 2 mglm'
Ácido sulfúrico TLV
=
1mglm'
10. POEiRAS
Cristalinas
SOicaalta (acima de 50 de Si02 livre)
TLV = 5mppcf Fibrose pulmonar progressiva
SOicamédia (5 a 50 de Si02livre) TLV = 20
mppcf ............
Poeiras amorfas, incluindo terras diatomáceas TL V =
20mppcf Fibrose pulmonar progressiva
Asbesto (amianto)
TLV = 5mppcf Fibrose
pulmonar progressiva
Pedra-sabão, talco e
micaTLV = 20mppcf Fibrose
pulmonar progressiva
Cimento poltland TLV = 50mppcf Fibrose pulmonar progressiva
Fibrose pulmonar progressiva
breviaturas
O = olhos N = nariz G = garganta B = brónquios A = alvéolos pulmonares PS
pressãosangüíneaSNC= sistema
.ervosocentral: GV
=
glóbulos vermelhos; F
=
ffgado; P
=
pele;R
=
rim I
2 .8 ATUAÇÃO DOS CONTAMINANTES NO ORGANISMO HUMANO
2.8.1 Penetração de contaminantes através da pele
A camada externa da epiderme é constituída de queratina, uma proteína sulfurada que resiste à águal
aos ácidos diluídos, aos raios ultravioletas e a danos físicos. Pode, entretanto, ser danificada pelos álcalis,
pelos detergentes e solventes e pela ação prolongada de água quente. Sobre a pele, existe um verdadeiro'
manto de ácido protetor, com pH da ordem de4, e que representa uma primeira linha de defesa doorganismo.
Irritante primário é uma substância que, permanecendo em contato com a pele, produzirá uma alteração~
visívelsobre ela.
2.8.1.1 Meiosde atuar do irritante
o agente contaminante pode atuar:
- como
solvente de queratina.
É o caso do h id r6xido de s 6d io (s oda c áu stic a) e de po tá ssi o;
-por
dissolução de óleos e gorduras.
É o modo de ag ir dos s olv ent es o rgânic os . Podem causa r in fl amaçóe sl
graves na pele. Exemplo: á lcal is e detergentes ;
- por desidratação. A pele fica seca, fissura e fica sujeita a uma eventual infecção secundária: ácidos inorgânicos',
e anidridos;
- por oxidação. Ocorre quando se verifica uma excessiva exposição a alvejantes, como os per6xidos e'
o cloro. Causam distúrbios no balanço fluido da camada de queratina; ,
-
por precipitação da proteina. Certos elementos, o oo arsênico, o cromo e out ros metai s pesados , a lt eram\
a e str ut ura b ioqu ímica da pele , c au sando u1ce raç ão; - po r redução. A redução vem a ser o aumento
da valê nc ia po sit iv a ou a d iminu ição da nega tiv a de qual que r e lement o químico em uma subst ância _~
O ácido sa li cí li co , o á ci do oxá lic o e outr os ác idos r eduzem quimic amen te a c amada mai s exte rn a
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24
VI::I TILAÇÁOINDUSTRIAL
Tabela 2 .7 (cont .) Concenl ração máxima para I hora deexposição e máxima
admissíve l para expos ição prolongada (part es por 10.000 par tes de ar)
I
I
Substância
Concentração máxima
para I hor ade
exposição
Concentração máxima
para exposição
prolongada
Fumos ( vapor ) de chumbo
Gasolina
Metanol
Nitrobenzeno
Óxido de carbono
Sulfeto de hidrogênio
Sulfureto de carbono
Terebintina
retracloroetano
Tetracloreto de carbono
Tolueno
Xileno
IIJJ\
111
2-3
5
10
30
30
5-6
10
2
lI.n02
0.5
I
n.z
2
1.5
5
2
I
Tabela 2 .8 Substâncias comprovadamente cancerígenas e valores
cor respondentes do TLV (ACGIH - revisão de 1985-1986)
Substância TLV
Amianto
- Amosite
- .Crisólito
- Out ra s fo rmas
Benzopireno (queima de óleo diesel)
Cloreto de vinil .
Cromato (processamento do minério cromita)
Cromo (compostos solúveis)
Éter biclorometí1ico
Sulfato de níquel (fumo ou poeira)
Voláteis de alcatrão
n.5 fibra/em'
2 fibra/cm
Z fibra/em'
5ppm
0.05 mglm-'como Cr
0.05mglm' como Cr
0.001 p~m
I mglm' como Ni
0 .2 mglm' como solúvei s de benzeno
Tabela 2.9 Substâncias suspeit s de serem
cancerígenas (ACGIH -revi são de 1985-1986)
Substância TLV
Acrilamida
Acrilonitrila
Benzeno
Berilo
Brometo de vinil
Butadieno (1,3)
Clorofórmio
Cromato de Pb, Zn (como cromo)
Dimetil hidrazina (pele)
Formaldeído
Hidrazina (pele)
lodeto de metila (pele)
.Nitropropano
Tetracloreto de carbono (pele)
Tolidina (pele)
0,03
2
10
2
5
10
10
0.05
0,5
I
0,1
2
10
5
2
ppm
ppm
ppm
.glm-'
ppm
ppm
ppm
mglm'
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
AR ATMOSFÉRICO E ARPOLUÍDO
2~
(
.....
Tabela 2 .10 Substâncias usadas nos f il tros das máscaras prote toras indus t~ia is
~Iiminar Substância do filtro (
a) COloCI, formol, ácido fórmico. ácidos clorí- Soda cáustica fundida sobre pedra-pomes
(
drico, cianídrico e sulfídrico. NO , SOl ' SO,.
Concentraçâo máxima de2% no ar
\
b) Amônia NH,
Sulfato de cobre sobre gel de sí1ica, com fil tro de algodâo
(
,
Mistura de óxidos de manganês, cobre, prata e cobalto. É umcatali- (
sadorquetransformaCO emCO
d) Cetona.benzeno,anilinas,SOl' hidrocarbo. Carvâodemadeiraativado.seco,emgrânulos.Adsorveassubstância'
- ~
(
c ) CO( at é 3%)
2.8.5 O ozônio
\
Na estratosferae na troposfera existeuma concentraçãode ozônio (03) que protege os seres vivos
ao fil trar os raios ultravioleta provenientes da radiação solar, os quais podem provocar câncer da pele J
doenças nos olhos. Essa camada de ozônio tem sido ameaçada pela presença, na atmosfera, de c1orofluorcar(
bonetos , que reagem com o ozônio. É grave a ação do CFC (c1orof luorcarbono) usado em
spr ys
e do
'freon (dic1orofluormetano) usado em geladeiras,
freezers
aparelhos de ar-condicionado, sistemas de refrige-
ração, fabricação de espuma sintética etc. (
~e, por um lado, a existência da camada de ozônio na estratosfera e troposfera é necessária, o excesso
deozônio nas camadas inferiores da atmosfera é prejudicial à saúde, dada sua atividade de oxidante.
Uma concent ração de 1 mm cúbico de ozôn io por metro cúbico de ar p rovoca i rr it ação dos olhos e
dasmembranas e perturbações circulatórias. \
\
.
..a
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,i
:
I::
j,
;
:
-;j o
3
.I
II
li
I
feito do Movimento do ar Sobre o
onforto de uma Pessoa
3.1 SENSAÇÃODEFRIO E CALOR. CONDIÇÕES DE CONFORTO
É sabido que o movimento do ar aliviaa sensação de calor, uma vez que o mesmo abaixa a temperatura
da pele. É importante que se façam umas considerações sobre asperdas de calor sofridas pelo corpo humano,
para uma melhor compreensão do conforto relativo que se pode alcançar com a ventilação.
A assimilação dos alimentos após as transformações biológicas realizadas, fornece continuamente o calor
necessário ao equilíbrio metab6lico do organismo. Essa quantidade de calor produzida aumenta conforme
os esforços despendidos. Assim, um homem em repouso (sentado, parado) desenvolve cerca de 100 kcallh,
ao passo que em march.a rápida, digamos a 6,S km/h, desenvolverá cerca de 3S0 kcallh. O corpo humano
não tem porém condições de armazenar calor à medida que o mesmo vai se produzindo, uma vez que
a temperatura interior ou subsuperficial deve situar-se pr6ximo a 37 C,e a superficial, a 36,S C.
Deverá portanto haver uma permanente eliminação do excesso de calor formado, o que ocorre através
da pele, e esta eliminação deve fazer-se à medida e tão rapidamente quanto o calor vai sendo produzido.
É necessário que isto aconteça para que a temperatura do corpo não seeleve a ponto de ameaçar o organismo
\:Omum acidente circulat6rio-respiratório. Quando no ambiente local faz frio , a perda de calor do corpo
se processa rapidamente, mas se a temperatura ambiente for elevada, o corpo humano passa a aquecer-se.
O ar em movimento favorece a trans fe rênc ia de calor a través da pele, de modo a e liminar o excesso de
calor produzido pelo corpo ou adquirido pelo mesmo em conseqüência do calor reinante no ambiente.
Para que, em um clima tropical, seja possível trabalhar em condições ambientais necessárias primordial-
mente à saúde e secundariamente à produtividade, deve-se procurar atender a condições adequadas de ventila-ção. Às vezes se imagina que o problema da venti lação industrial se relaciona apenas com a remoção de
substâncias nocivas ao organismo, as quais possam encontrar-se no ar.
Entretanto, é preciso atentar para o fato de que condições ambientais adversas de calor, traduzidas
por uma tempera tura e g rau de umidade e levados ou uma secura excessiva do ar e ba ixa tempera tu ra ,
podem, em prazo maior ou menor, minar e abalar a resistência do organismo, favorecendo o estabelecimento
de uma série de doenças.
3.2 FORMAS DE TRANSMISSÃO DE CALOR
Para uma melhor compreensão do modo segundo o qual o ar em movimento é favorável ao conforto
ambiental , convém lembrar que a temperatura do corpo é regida por três processos fís icos de transmissão
decalor: a
radiação,
a
convecção
e a
evaporação.
A liberação de calor porconvecção e evaporação é considera-
velmente influenciada .pelo movimento do ar.
3.2.1 Radiação ou irradiação
O co rpo humano tr an smit e ou r ec ebe c alo r po r r ad ia ção , c on forme sua tempera tu ra s ej a maio r ou menor
que a s d as s upe rf íc ie s ex ist en te s no amb ient e. Ass im , s e a s p are des do amb ient e fo rem f ri as , o co rpo humano
EFEITO DO MOVIMENTO DO AR SOBRE O CONFORTO DE UMA PESSOA 27
perderá calor por radiação ou irradiação (como às vezes se diz) para as mesmas. Se as superfícies forem
mais quentes do que a pele, a temperatura do corpo aumentará por efe ito da rad iação. A t rans fe rênc ia
de calor por radiação depende pois das temperaturas do corpo e dassuperfícies circundantes, masnão necessita
da movimentação do ar para que se processe, uma vez que a propagação se realiza sob a forma de energia
radiante. Quando esta energia radiante atinge a superfície do corpo, transforma-se em calor.
A emissão de calor por radiação pode ser calculada pela equação
I
Q d = a,ad S d P
(lho-t.r) I
sendo
Q d
arad
S d
P
a emissão de calor por radiação (kcal lh);
o coefi ci en te de t ransmissão de calor por radiação pelo homem ves tido (kcal lm2h q;
a super fí ci e do corpo (m2) efi caz para a radiação;
a relação de ângulos da radiação do homem sobre o volume ambiente total (coeficiente de
radiação) ;
a t empe ra tu ra super fi ci al méd ia do homem vest ido; e
a t empe ra tu ra super fi ci al méd ia d as s uper fí ci es do l oc al ( C). .
tho
t
A radiação se realiza sob forma de ondas do tipo das eletromagnéticas e não necessita de ar nem outro
qualquer meio intermediário para se propagar.
Para se evitar a incidência da radiação proveniente de massas de metal ou vidro em fusão, colocam-se
anteparos entre a fonte emitente e o trabalhador. O anteparo reduzirá o efeito do calor radiante, pois refletirá
a maio r par te do mesmo para o ambien te , reemi tindo sobre o operador apenas pequena par te do calor
radiante que foi absorvido. .
3.2.2 Convecção
Quando a temperatura do ar amb iente é infer io r à da pe le , p roces sa-se uma perda de calor do corpo
para o ar por efe ito de condução e de convecção. A condução se dá pelo con ta to do corpo com a pelí cu la
de ar que o envolve. Isto porque, na condução, o calor se propaga de molécula a molécula sem transporte
de massa.
Quando o corpo humano se encontra em repouso e o ar circundante se acha tranqüilo , o ar que estiver
imediatamente em contato com a pele se aquece, de modo a ficar com a temperatura da pele. Inicialmente,
verifica-se um fluxo de calor através dessa camada de ar por condução. À medida que isto vai ocorrendo,
a t rans fe rênc ia de calor da pe le para o ar vai se amortecendo. Se o ar aquecido pela pe le for removido
por uma corrente de ar, estabelece-se como ar ambiente umacorrente de convecção; a velocidade da convecção
aumentará e a temperatura do corpo irá diminuindo. Isto explica por que a corrente de ar proporcionada
por um venti lador produz sensação de frescor. Convém repetir que se a temperatura ambiente do ar for
inferior à da pele, haverá uma transferência de calor por condução e convecção para o ar. Se entretanto
a temperatura do ar for sens ive lmente maior que a da pele, o calor do corpo sofre rá um aumento por
efeito da convecção.
As correntes de ar po r convecção se rea li zam porque o ar quente, s endo de menor densidade que
o ar f rio, t ende a e levar-se , à medida que o ar f rio, mais denso, desce, ocupando o espaço do ar quente
ascendente.
3.2.3 Evaporação
Nem sempre a perda de calor do corpo humano po r radiação e convecção é suf ic iente para regular
a temperatura do corpo. Então, entram em atividade asglândulas sudoríparas , de modo que o corpo possa
vi ra perder calo r po r efe ito da evapo ração da umidade que se forma na pe le . S imul taneamente com a
transpiração, ocorre um fenômeno de mudança de estado fís ico, com a transformação do suor em vapor
d água. Mas para que isto aconteça, é necessário que ocorra uma certa absorção de energia.
Essa energia é fornecida pelo calor da superfície da pele, cuja umidade está sendo evaporada, e vem
a ser o
calor latente de vaporização.
De um modo s imples podemos dizer que à medida que a umidade
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28 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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I,
I
11
evapora sobre uma superfície quente, extra i calor , res fr iando a superfície. O corpo e limina quantidades variáve is
de água, e em casos extremos e que só podem ocorrer excepcionalmente, pode chegar a eliminar até 3
I e m uma hora e um total máximo de 6 I p or dia.
Convém recorda r que calor latente é calor aplicado na mudança de estado fís ico, sem que ocorra s imultanea-
mente variação da temperatura, e que
calor sensivel
é aquele que se manif esta pela exi stência de uma cer ta
t emperatura ou po r uma var iaç ão d a mesma.
A e liminação desse calor laten te docorpo se real iza portanto pela evaporação do suor da pele. A veloc idade
segundo a qual o calor é eliminado depende da rapidez com que se processa a evaporação, a qual por
sua vez depende da capacidade que o ar possui de eliminar a umidade que nele vai se formando com a
evaporação.
Quando o ar se encontra parado, a camada do mesmo em contato com a pele e a que fica entre a
roup a e a pe le f icam prat icamen te s aturada s de umida de , e po rt an to n ão po ss uem mai s êond iç õe s de ab so rv er
a umi dade existent e na pel e. Por consegui nt e, o suor evapora mais lentamente do que vai sendo formado,
e a pe le f ic a molha da d e suor . Nes sa si tu aç ão , h á uma t ran sferên ci a de ca lo r p or c ondu çã o at rav és d a camada
s up er fi ci al d e a r s ob re a pe le .
Fazendo-se i ncidi r cor rentes de ar sobre a pele, a camada de ar j unto à mesma, saturada de umidade,
dispersa-se, e portant o a per da de calor por evaporação mel hora. Desde que o ar do ambi ente não estej a
ex ce ss iv amen te impregnado de umidad e, e, ev id en temen te , n ão e st ej a s aturado, um mov imento d e a r, c om
certa veloci dade, conseguir á evaporar o suor sobre a pele mais rapidament e do que o mesmo está sendo
produzido , conduzindo a uma sensação de certo bem-estar .
Resumindo: O m ov im en to do a r t em po r ef ei to;
a) acelerar a perda de calor por convecção;
b) auxiliar o corpo a dissipar o c alor for ne cido p or c on du çã o n a c amad a d e a r s up er ficial d a p e le ;
c) a ux il ia r a p er da d e c alor p or I ra ns pira çã o p er mitind o a o h omem s up or ta r tempe ra tu ra s a té c er to p on to
elevadas.
O movimento do ar é necessário não somente para remover o calor por evaporação, mas também para
controlar a intensidade da transpiração. Uma transpiração excessivadebilita o organismo humano, principal-
mente devido à perda de sais minerais. Até mesmo em temperaturas moderadas é conveniente provocar-se
um cer to movimento de ar para ace lerar a perda de calor do corpo po r convecção, de modo a reduzi r
a tr~~piraçã~.
Em locais onde a temperatura varia de 21
a U C
um deslocamento de ar com velocidade de 12m/min
provoca uma sensação refrescante, confortável, desde que as pessoas estejam realizando atividades fracas.
Em locais mais quentes, proximidade de fornos, estufas etc. ou onde se realizem trabalhos mais intensos,
a velocidade do arpoderá ter que chegar a 30e até 130m/min e até maispara que sepossam obter condições
suportáveis.
A Fig. 3.1 mostra a zona de bem-estar considerando a temperatura do ar local e sua velocidade, segundo
o autor Roedler. O gráfico não considera porém a umidade relativa do ar no recinto.
Se o ar se encontrar com elevada umidade, mesmo que se aplique ventilação comvelocidade considerável,
não será possível conseguir a evaporação nas condições necessárias. O conforto ambiental só se tomará
possível com a remoção da umidade do ar, e esta remoção constitui um dos objetivos básicos das instalações
de climatização, isto é, de ar condicionado, embora em certos casos de venti lação industrial também se
aplique
Para uma umidade relat iva do ar moderada, pode~se ter uma idéia do bem-estar proporcionado pelo
ar em movimento comparando e exprimindo seu efeito em função da diminuição da temperatura do ar
(medida com o termõmetro de bulbo seco) que produziria o mesmo efeito refrescante caso este est ivesse
calmo.
Ass im, se o ar ambiente se deslocar , por exemplo, a uma ve loc idade de 2,2 m/s em contato com a
pele, produzirá o mesmo efeito que o ar parado com uma temperatura de'S'C maisbaixa que a do ambiente.
Segundo a ABNT, para ambientes normais a velocidade do ar em determinadas zonas nos recintos
deve estar compreendida entre
1 S
e 1Sm/mino Se houver captores de poluentes no recinto , no local
de captação a velocidade do ar ambiente deverá ser no máximo de 15a 22m/min (50 a 75 fpm).
A emissão total de calor por uma pessoa trabalhando em um escri tório com temperatura de 20'C e
umidade relativa de 40a 60 se compõe de:
'\1
~I
, t
Emissão de calor por irradiação 54 kcallh
Emissão de calor por convecção e condução 26 kcal/h
Emissão de calor por evaporação 23 kcal/h
Emissão total de calor 103kcallh
EFEITO DO MOVIMENTO DO AR SOBRE O CONFORTO DE UMA PESSOA
29l I
50
(
(
\
~
S
,
Temperatura do ar local(OC)
Flg. 3.1 Zona de bem-estar para valores da temperatura doar local e velocidade do ar, segundo Rocdler.
Tabela 3,1
Velocidade do ar
m/s m/min ftlmin
Sensação de resfriamento
equivalente
0,1
0.3
0,7
1,0
1,6
2,2
3,0
4,5
6,5
6
18
42
60
96
132
ISO
270
390
20
59
138
197
315
432
590
885
1.279
O'(ar parado)
I'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
A Fig. 3 .2 permite obter os valores aproximados das quantidades de calor emitidas por uma pessol.
numambiente sob certa temperatura e de acordo com sua ocupação.
t
EXEMPLO 3.1
Qual a emissão de calor de uma pessoa num recinto a 25'C, realizando um trabalho leve?
Solução
Ent rando no gr áfi co da Fig. 3. 2 com
temperatura do local =
25 C
vê-se, pelas linhas tracejadas (qu1
correspondem a traba lho moderado), que teremos :
80 k ca l d e c alor emi ti do po r c onv ec çã o e i rr ad ia çã o e
225 - 80 = 14S kca l para emissão de calor por evaporação na transpiração,
225 kca l para emissão total de calor (soma de Q.. ,p + Q,onv .'ÇIO+ irrad iação).
.
40
.....
..
I I DESAGRADÁVEL
e 30
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Q
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10
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12 14 16
18 20 22 24
26
28
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 23/210
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30
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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111
Fig. 3.2 Emissão de calor por pessoa em função
da temperatura local , para ocupações diversas
(VDI, Dusseldorf, 1968).
liSO
- TRABALHOESADO
-- TRABALHOLEVEOUMODERADO
SENTADO,EM REPOUSO
250
~
,
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200
(,)
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1 I100
50
O
O 5 10 15 20 25 30
TEMPERATURA DO LOCAL (O C)
35
3,3 UMIDADE ABSOLUTA E UMIDADE RELATIVA
.,
A unidade de med ição da umidade absoluta i sto é , da quantidade total de umidade p resente no ar,
é o grama. Nos EUA e em outros países, emprega-se como unidade de umidade o grain ou grão medida
ant iga de peso , rel ac ionada ao peso de um grão de tr igo . Uma l ib ra de água contém 7.000 grãos. Um
quilograma de água corresponde a 15.542grãos.
A umidade que geralmente se cons idera na prát ica é a umidade relativa ou seja, a relação entre o
número de gramas de umidade existente em um m3de ar num determinado ambiente e numa determinada
tempera tura, e a quant idade máxima de gramas de umidade que o ar nessa mesma tempera tu ra poderá
conter quando estiver saturado.
Ass im, po r exemplo, um met ro cúbico de ar a 27 'C pode con te r, no máx imo, 25 ,4 g ramas de água .
Se contiver 12gramas e a temperatura for a mesma, a umidade relat iva será de
12
= 0,47 ,ou seja, de 47%.
25,4
A umidade re la ti va aumenta , port an to , com o con teúdo de água no a r e com a d iminuiç ão da temper at ura
amb ient e. Quanto mai or a umidade r ela tiva do ar , ma is l en to s e t or na o p roces so de evapor ação e , port an to ,
menor será a taxa com a qual o suor evapora do corpo, e chegando à saturação, o ar não terá mais condições
de possibi li tar a evaporação do suor.
Considera.se como faixa de conforto a que corresponde à temperatura entre 22 e 26'C e umidades
re la ti va s entre 45 e 50%.
3,4 TEMPERATURA EFETIVA, T I
A temperatura efetiva é uma grandeza empírica capaz de exprimir em um único índice a sensação de
calor, combinando a temperatura do ar, a umidade relativa do mesmo e sua velocidade.
Suponhamos uma certa temperatura de bulbo seco, uma certa umidade relat iva e uma determinada
velocidade do ar. A temperaturaefetiva correspondente a essascondições seria a temperatura do ar praticamente
parado (10 cmls) , s aturado de umidade e que provocari a a mesma sensação de calor ou frio que aque la
verificada nas condições dadas.
EFEITO DO MOVIMENTO DO AR SOBRE O CONFORTO DE UMA PESSOA 3J
Vê-se, portanto, que a temperatura efetiva não pode ser medida diretamente com instrumentos. Uti li -
zam.se, para sua determinação, diagramas, nos quais, entrando-se com os valores das temperaturas dostermô-
metros de bulbo secoe de bulbo úmido e davelocidade doar, obtém-se o valor da temperatura efetiva,
Empregam-se duas escalas de temperaturas efetivas:
-
a da temperatura efetiva normal aplicável ao homem vestido (Fig. 3.3);
- a da temperatura ef etiva básica; correspondente ao homem sem roupa da cintura para cima (Fig.
3.4).
EXEMPLO 3.2
Qual a temperatura efetiva, sabendo-se que a temperatura do termômetro de bulbo seco é de 24,4'C
( ..76'F) e a do termômetro de bulbo úmido é de 16,7'C (=62 'F ), admit indo uma veloc idade do ar de 0 ,50
mls (30,0 m/min = 98,4pés/min) e supondo a pessoa normalmente vestida?
Solução:
No ábaco da Fig. 3.3, ligando-se os valores76'F e 62'F por uma reta, encontra-se na linha correspondente
120
110
100
íP40
1 pli/min. = 0,3048 m/mino
= 0,005 m/s
Flg. 3.3 Escala de
temperatura efetiva normal
para pessoas em repouso e normalmente vestidas.
3
l2
8
4
3
90
-
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H/IX1
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 24/210
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Q
31
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
à velocidade aproximada de 100 pés/min um ponto que pertence à reta de temperatura efetiva de 69°F ==
ZOOc.
EXEMPLO 3.3
Se o operário estivesse trabalhando sem camisa, nas mesmas condições do Exemplo 3.3, qual seria
a temperatura efetiva?
Solução:
Uti li zando o ábaco da Fig. 3.4 e ent rando com os valo res 76'F (bulbo seco) , 62 'F (bu lbo úmido) e
v = 100 pés/min, achamos a temperatura efetiva de 65'F (18,3'C).
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°
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60
50
40.
30
Fig. 3.4 Temperatura
efetiv ásic
(para homens sem roupa da cintura para cima).
EFEITO DO MOVIMENTO DO AR SOBRE O CONFORTO DE UMA PESSOA -- 33(
(
3,5 VENTILAÇÃO PARA O CONFORTO TÉRMICO
A compreensão dos benefícios da ventilação para o conforto humano supõe o conhecimento de certos(
fatos relacionados com o comportamento do organismo humano em face de variações da temperatura. Nã~
abordaremos a questão naprofundidade e extensão queo estudo de instalações de ar condicionado aconselharia,
mas apenas enfocar emos o ef eito da ventilação na promoção do confor to térmico para o homem. \
Os mamíferos e, portanto, também o homem são homotérmicos, isto é, conseguem, até certo ponto,
manter uma temperatura relativamente constante para seu corpo, independentemente da temperatura dor
ambiente em que se encontram.
Como sabemos, a temperatura média superficial do corpo humano é de 36,5'<: , admitindo-se mesmo
que até 36,8'<: se possa considerãr normal a temperatura. .
Para que o homem possa manter o equilíbrio térmico é necessário quea temperaturà interna seja aproxima\
damente I'C acima da temperatura superficial do corpo.
Podemos exprimir o equilíbrio térmico no organismo pela igualdade: quantidade de calor produzido{
pelo corpo = quantidade de calor despendido pelo mesmo para atender ao metabolismo + quantidade perdida
pelomesmo para o exterior. A quantidade de calor trocada entre o corpo humano e o ambiente depende: .
-
da diferençade temperaturasentre os dois;. '
-
da pressão de vapor d'água do ar ambiente próximo à superfície da pele.
35°
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10° 15° 20° 25° i Ia o 35°
VALORES DOTERMÔMETRODE8ULBO SECO (OCI
40°
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~
ZONA MÉDIA DE BEM-ESTAR NO INVERNO
ZONA MtDIA DE BEM-ESTAR NOVERAo
BEM- ESTAR ÓTIMO NO INVERNO
BEM
-
ES TA R ÓT IM O NO VER lO
ZONA DE BEM-ESTAR NO VERAD
ZONA DE BEM-ESTAR NO INVERNO
PERCENTAGEM DAS PESSOAS OUESE SENTEM M
TEMPERATURAS EFETIVAS
UMIDADE RELATIVA
. (
A
B
C-O
E
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Flg. 3.5 Zonas de bem-estar (segundo Yaglou).
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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34
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
o o rgan ismo humano poss ui um mecani smo de au to -re gul ar iz ação, n ec ess ár io par a que poss a adap ta r- se
a condições ambientais desfavoráveis.
O comando re sponsável p el o con tro le de t ermo rr egu la riz aç ão é pr opo rci onado pel o hipotálamo que
por sua ação sobre a hipófise controla t ambém as a tividades vasomotoras , hormonais , humorai s e metaból icas .
Para manter o caror do corpo em um ambiente frio, realiza-se uma vasoconstrição periférica, de modo
que o o rganismo não tenha t endência a uma el evada d is si pa ção de c alo r. Com o abaix amen to da tempera tu ra
da pele , f ic a re duzid a a perda de ca lor do o rganismo par a o ex ter io r.
Quando, pelo contrário, o ambiente é quente, para realizar uma dissipação de calor pelo efeito da
evaporação do suor rea li za-se uma vasodil at ação cutãnea . As glândulas sudor íparas , est imuladas pelas ramif i-
cações do sistema neurovegetativo, secretam o suor, cuja evaporação reduz a temperatura superficial do
corpo.
,
A
evapor aç ão do suor é o mei o pe lo qual o o rgani smo se p ro te ge con tra um calo r exces sivo do amb iente ,
mas uma sudo res e exc es si va pode te r, como de sfe cho, um acid ent e c ir cul at óri o, fa to que tem oco rr ido com
operários que t raba lham em alimentação de cable iras , fornos e estufas .
A Fig. 3.5 apresenta o gráfico de Yaglou publicado pela Sulzer e que permite conhecer as zonas de
conforto
ou bem-estar no verão e no inverno, supondo o arparado, par tindo do conhecimento das tempera turas
dos te rmômet ro s de bulbo s eco e de bulbo úmido (e , po rta nto , da temper at ura e fe ti va normal ).
°F
CARTA DE CONFORTO DO AR PARADO
80
26 1oC
...
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' 70
~ 21,l°C
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60 70 '8Ó 90
l5 aGe tI loe 26 7oC 32~oC
TEMPE RA TURA DO B UL BO S ECO E M G RA US FAHRE NHEIT
100°F
37 8°C
~
f[JJ}JJJJJJ
ZONA DECONFORTO
MÉDIO NO INVERNO
- LINHA DE CONFORTO
IDEAL NOINVERNO
- ZONADE CONFORTO
MÉDIO NO V ERÃO
-
UNHA DECONFORTO
IDEAL NOVERÃO
---
Flg. 3.6 Á baco de Houghten de con forto para verão e inverno,
,-
EFEITO DO MOVIMENTO DO AR SOBRE O CONFORTO DE-UMA.PESSOA 35
Pelos
g ráf ic os A e B, nas e sc al as C e D vê -s e a per centa gem de pess oa s que p res umivelmen te se sentir ão
bem nes sas condições .
EXEMPLO 3 .4
A temperatura do bulbo secoé de27'C, e a do bulbo úmido é de 18'C. Quais osvalores da temperatura
efetivae da umidade relativa? Qual a percentagem de pessoas que se sentirão bem nessas condições?
Solução:
Entrando comosvaloresde27'C (bulboseco) e de 18'C(bulboúmido),obtemos o ponto P (não representado).
Seguindo a linha inclinada que passa por
P
achamos à direi ta uma umidade relat iva de 42 . Na escala
E, vemos que a tempera tura efe tiva é de 23 'C. No gráf ico A, escala C, vemos que, no verão, 70 das
pessoas se sentiriam bem nas condições propostas. No gráfico B correspondente à zona de bem-estar no
. inverno, vemos, na escala D, que ninguém se sentiria confortável nessascondições.
Pode-se também usar o ábaco de conforto térmico para verão e inverno, proposto por Houghten, muito
uti lizado em projetos de conforto ambiental , no qual as temperaturas são expressas em graus Fahrenheit
(Fig. 3.6). Entrando-se com as temperaturas dos termômetros de bulbo seco e de bulbo úmido, verifica-se
secorresponde à zona de conforto no verão ou no inverno, conforme o caso. Acha-se também a umidade
relativa e a percentagem de pessoas que se sentiriam confortáveis.
3.6 METABOLISMO
É definido comoo conjunto das transformações que os organismos vivos provocam nas moléculas de
seus alimentos, quer para construir suas próprias estruturas celulares ( anabolismo ), quer para libertar
a energia necessária ao seu funcionamento vital ( catabolismo ).
O balanço energético desse conjunto de transformações é que na realidade constitui o metabolismo
saldoentre a assimilação e a desassimilação.
Metabolismo basal é a produção calórica por metro quadrado de superfície corpórea de um indivíduo
,
em repouso, em jejum e em equil íbrio térmico com o meio exterior. Corresponde à quantidade mfnima
de energia despendida para a manutenção da respi ração, c irculação sangüínea , per is ta lt ismo, tono muscular,
tempera tu ra corpora l, a ti vid ade gl andula r e outr as funções do o rgani smo. É dete rminado em cl ín ic a méd ic a,
porque fornece indicação sobre a importância das combustões, as quais estão ligadas ao funcionamento da
g lându la ti re óid e; su a med ida permite apre ci ar a s di sf unçõe s, pa ra mais ou para menos, do funci onament o
da ti re óid e. Sua ava lia ção s e mede em qu ilo ca lo ria s por metr o quadrado de super fí ci e co rpo ral e por hora ,
e s eu val or se s it ua em t orno de 37 qu ilo ca lo ria s pa ra o homem adult o e de es ta tu ra méd ia .
Segundo Missenard, o homem padrão , conforme a atividade que desempenha, emite uma certa quanti-
dade de c al or cujo valo r aproximado s e encon tra na Tabela 3.2.
Tabela 3.2 Em issão média de calor por um homem
de por te médio , segundo Missenard
Deitado
Sentado e imóvel
De pée imóvel
Vestir-se e despir-se
Pequena atividade de pé
Escrever à máquina (depressa)
Executando um trabalho pouco fatigante, de pé,
atrás de um balcão
Encadernador
Trabalho leve de bancada
Carpin teiro
Empregado de mesa
Marcha, velocidade de 5 kmlh
Dança oumarcha a uma velocidade de 6.5 kmlh
Pedreiro, canteiro
Operário serrando madeira
Corrida a uma velocidade de 8.5-9 kmlh
Esforço máximo segundo a força e resistência
individuais
kcallh
74
96
108
118
140
142
150
155
215
240
250
270
350
375
450
580
75011 200
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 26/210
36
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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4
entilação eral
c..
Para efe ito do cálculo do calor metaból ico, o homem padrão vem a ser : jovem; f ís ico e saúde super iores
ao normal e ac lima tado ao c al or ; pe so: 70 kg f; a lt ur a: 1,73 m; super fí ci e do corpo: 1,86 m2.
Para a s mul he re s, a emi ss ão de ca lo r a tinge 85% dest es valo re s; pa ra as c ria nç as, 75%.
A Tabela 3.3 apresenta indicação do suprimento de ar externo necessário por pessoa. de acordo com
o t ipo de local ou ocupação.
Tabela 3.3 Quantidades recomendadas de ar externo por pessoa
Pés'/min/pessoa
Tipo de espaço ou ocupação.
locais de grande pé direito. tais como auditórios. lojas de departamento.
salas com proibição de fumo
Apartamentos, salas com pouco fumo
lanchonetes. cafeterias, escritórios, salas dejantar públicas. restaurantes:
salas com fumo moderado
Escritórios particulares, salas com fumo abundante
Sala de conferéncias; salas cheias de pessoas fumando abundantemente
Para não-fumantes
Para fumantes
- r
4.1 CONCEITUAÇÃO
A venti lação geral consiste na movimentação de quantidades relat ivamente grandes de ar através dJ
espaçosconfinados, coma finalidade de melhorar as condições do ambiente graçasao controle da temperatura(
dadistribuição e da pureza do ar e, em certos casos, também da umiclade. Costuma-se classificar a ventilação
geral em: (
4.1.1 Ventilação geral para manutenção do conforto e eficiência do homem
I
Res ta bel ec e, p ar a is so , a s condiçõe s dese jáveis pa ra o ar , a lt era da s pela pr es enç a do homem; pe lo aquec i-
mento devido a equipamentos ou a condições c limatéri cas; ou pelo res fr iamento do ar devido a cer tas ins ta lações
ou ao c lima. É de signado t ambém como
ventilação. geral de ambientes no.rmais.
(
4.1.2 Ventilação geral visando à saúde e à segurança do homem
Controla a concentração ambiental de gases, vapores e partículas. É o que se pretende nos ambiente~
industriais para diluir contaminantes gerados em um recinto quando não é possível capturar o contaminante
antes que o mesmo se espalhe, e, por isso, é conhecida como
ventilação geral diluidora,
ou
ventilação po.~
diluição.
Pode-se realizar a ventilação geral por um dos seguintes métodos: (
-
admissão e exaustão naturais do ar;
-
insuflação mecãnica e exaustão natural;
- insuflação natural e exaustão mecãnica;
- insuflação e exaustão mecânicas. É o
sistema misto.
(
Veremos em que consistem estes métodos, mas trataremos neste capítulo apenas do primeiro método
mencionado. (
4 .2 ENTRADA DE AR E EXAUSTÃO NATURAIS
(
A vent il ação natural consi st e em proporcionar a ent rada e a safda do ar de um ambien te sob uma
formacontrolada e intencional graças a aberturas existentes para esse fim, como é o caso de janelas, porta Í
elantemins.
A ventilação natural é objeto das considerações que se fazem na elaboração do projeto de arquiteturi
esebaseia nas constatações de que:
.
r
a)
O fl uxo de a r que penet ra ou s ai p el as abe rt ura s de um pr édi o por ven ti la ção natu ra l d epende :
- da diferença entre aspressões existentes noexterior e no interior do prédio ou recinto;
-
da res is tênc ia oferecida à passagem do ar pelas aberturas .
c
- -
- -- - --
--
5~0
10-15
15-20
20-30
30-60
5-7.5
25-40
-Não s e prevê uso de equ ipamento de l impeza de ar. O espaço não deve s er inf er io r a 150pés\ /pes~oa
ou ISpés'/pessoa.
. .O l im it e i nfe ri or é o m ín imo e o l im ite su pe ri or é o re comend ado ( Pany . F .. Indu.uriul Hygi~n *
and To:xicology,
2ttdedition. Interscience Publishcrs. 1967).
Tabela 3 .4 Pad rões de vent il aç ão ge ra l
pés'/min/pessoa
pés'/min/pé2 de
piso (mínimo)
0.25
1.0
4.0
1,25
(Carrier Air Conditioning Cu..
Hundbook of Air Comlilioll;ng Systtm f ts;gn .
Aplicação
Fumo
Recomendado
Mínimo
Bares american bar
muito
30
25
Corredores
-
-
-
Salas de diretoria
Excessivo
50
30
lojas
Considerável
10
7.5
Fábricas (geral)
nenhum
10 7,5
Garagens
Cozinhas e restaurantes
laboratórios Algum
20
15
Salas de reuniões
Excessivo
50
30
Escritórios gerais
Algum
15
10
Restaurantes (cafeteria)
Considerável
12
10
Restaurantes (salas de jantar)
Considerável
15
12
Salas de aula
Nenhum
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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38
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
> 1.3-2.0H
H
a ~
Chaminé a lta e en tra da d e a r pe to t t o
DEFICIENTE
Chaminé com peqlJeno altura em relac;iro ao prédio entrado pelo
te to e p el as J an el as
Fig. 4.1 Venti lação natural em prédio (ACGlH). Efeito de t iragem com chaminé.
b) A di ferença de p ressão é uma conseqüência da ação d ireta do
vento
sobre as paredes e cober turas e
da
diferença entreas densidades
do ar noexterior e nointerior doprédio (efeito dechaminé).
As posturas municipais em geral estabelecem algumas exigências mínimas para orientação do projeto
arquitetõnico, entre as quais citamos:
- A superfície i luminante natural dos locais de trabalho deve ser no mínimo de um sexto ou um quinto
do total da área do piso (conforme o município).
- A área de ventilação natural deve corresponder no mínimo a 2/3 da superfície iluminante natural .
Denomina-se
ventilação por gravidade
o sistema de venti lação natural pelo qual o deslocamento do
ar é provocado por aberturas situadas na parte superiqr do ambiente ou da edificação (lanternins, p . ex.)
e pela diferença de densidade do ar. Aplica-se a edifícios industriais, ginásios desportivos, garagens, salas
de aula e até mesmo a edifícios públicos e habitações.
Quando não for possível adotar o sistema de ventilação natural, seja pelas características das atividades,
presença de poluentes, exigência de que o ambiente seja fechado, seja por imposição arquitetõnica, que
não aceite lanternins,
brise-soleil
e outras aberturas, tem-se que adotar a ventilação mecânica.
Observações:
- Qualquer que seja o sistema de ventilação que se aplique, deverá prever a remoção do ar contaminado
do recinto, mas de modo a não causar prejuízo à vizinhança.
- A d iferença de e levação ent re a a ltura média das tomadas e das sa ídas de ar ( jane las) em relação
ao piso do prédio deve ser a máxima possível, para que o resultado obtido seja bom.
Pode-se dividir o estudo da
ventilação natural
em três partes:
-
venti lação devida à ação do vento;
- ventilação devida à diferença de temperaturas;
- vent il aç ão pel a a ção comb inada da a ção do vento e da d if ere nç a de temper atu ra s.
Conforme o projeto, a localização e a posição do prédio, dependendo das condições atmosféricas e
climáticas, poderá haver predominância da ação do vento ou do movimento do ar decorrente da diferença
de. tempe~at~ra. Sob certas c?ndições, estas ações se somam. O projeto de localização de aberturas como
. brlS~-solells, }ane la s e l an te rnl ?s deve se r f ei to pr ocu rando cons egu ir que o s ef eito s f avorávei s à vent il aç ão
devidos à aç ao do ven to e da d if er ença de tempera tu ra s s e somem e não s e contr aponham.
Vejamos os t rês casos acima refer idos :
VENTILAÇÃO GERAL
39
4.3 MOVIMENTO DO AR DEVIDO AO VENTO
Para que se possa tirar partido da ação do vento devem-se projetar as aberturas de entrada do vento
volt ad as, ev identement e, p ar a o la do dos ven to s p redominan tes ( zona de pressão positiva .
As saídas de ar d .evem ser colocadaS\em regiões de baix~ pressão ex.te rior , como por exemplo:
- nas paredes lat erai s à fachada , que rec 'e .be a ação dos v<; rt tospredommantes ;
-
na parede oposta àquela que recebe a açã~dos ventos predominantes.
As saídas podem consist ir em lanternins e-clarabÓias venti ladas, colocadas em locais dos telhados e
coberturas onde a pressão é mais baixa, por ser maior aí a velocidade do vento.
As chaminés representam a solução para a saída de gases ou ar em temperatura tal que sua densidade
menor permita. sua elevação até a atmosfera exterior.
Como se sabe, as condições do vento não são sempre as mesmas, variando em intensidade e direção
ao longo do ano e mesmo no decu rso das 24 horas d iári as . Por is so, a vent il ação natural pe la ação do
vento não oferece garantia de uniformidade, o que não invalida sua adoção em muitos casos, desde que
o ar interno não contenha poluentes. Conhecendo-se a velocidade média sazonal dosventos locaise adotando-se
50% de seu valo r como base para cálculo, pode-se de terminar a vazão Q de ar (pés cúb icos po r minu to)
que ent ra em um rec into a través de aberturas de área total
A
(pés quadrados), quando a velocidade do.vento for igual a
v
(pés/min). Para o cálculo de
Q,
usa-se a fórmula 4.1, com as unidades referidas:
I
Q=~ A v
I I 4.1 I
A grande za r pé um f at or que depende das c ara ct er ís ti ca s da s abert ur as . Pode- se adota r:
rp = 0, 5 a 0,6, considerando ventos perpendiculares à parede onde estão as aberturas, e
rp = 0, 25 a 0, 35, quando os ventos forem diagonais em relação à empena.
12 coso
VENEZIANA
32 cos o
P QU O
COLCHAo
DEAR QUENTE
1-
AR QUENTE
62 coso
SAloA AONlvE OA AJE ou fORRO.
REDUZ COLCHÃOE AR QUENTE
SUPERIOR.
FIg.4.1 Casostípicos de ventilação natural em galpões.
211 coso
42
coso
72 CO SO
:~:~~~::~MM ~g~~H cJ~:~R
QUENTE
52 cos o
82 c oso
J AN E L A S N A MES MA A LT UR A
E LANTER flN
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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I
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'
I
Ir'
i 1
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1
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I
40
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
EXEMPLO 4.1
Qual a vazão de ar que penetra em um recinto perpendicularmente a uma parede onde existem quatro
aberturas de 4 m x 1,50m, sendo a velocidade média sazonal dovento de 2,0 m/s?
Solução
A área
A
é igual a 4 x (4 x 1,50) = 24 m2
ou 24 x 10,7 ... 258 p és2
A velocidade
v
é 0,5 x 2,0 m/s ou.196,8pés/min
Adotemos para , o valor 0,5 (ventos perpendiculares à parede).
A vazão de ar que entra no recinto será:
Q
=
'
.
A
.
v = 0,5 'x 258 x 196,8= 25.287pés3/miri
= 716 m3/min
4.4 MOVIMENTO DO AR NOS RECINTOS EM VIRTUDE DA DIFERENÇA DE
TEMPERATURAS
A menor dens id ade do ar quent e f az com que o mesmo s e e le ve e te nda a e sc apa r po r abert ur as co lo cada s
naspartes elevadas, emlanternins etc. Esse escoamento se realiza pelo chamado
efeito de
h miné
e proporciona
uma vazão dada po r
I
Qc
=
9,4 A Vh Tj- T,)
I I
4.2 1
sendo:
I~I
Qc
= vazão de ar (pés cúbicos/min
-
cfm)
A
= área livre das entradas ou saídas supostas iguais (pe2)
h = distância vertical entre as aberturas de entrada e saída = diferença de alturas (pé)
Ti = Temperatura média do ar interior à altura das aberturas de saída (oF)
T,
= Temperatura do ar exterior (oF)
9,4 = constante de proporcionalidade, incluindo o valor correspondente a 65% para levar em conta
a efetividade das aberturas. Deve-se reduzir este valor para 50% (a constante passa a ser 7,2)
se as condições de escoamento entre a entrada e a saída não forem favoráveis.
4.4.1 Caso de aberturas de tamanhos desiguais
IIi1
il
:11
As'equações acima indicadas se referem a aberturas de igual tamanho, e é nestas condições que se
veri fi ca a maio r vazão de ar por un idade de área. Quando as áreas não forem iguais , deve-se fazer uma
O/o
40
I? 30
z
...
:I
:>
c(
...
Q 20
a
11
j:
z
~IO
IE
2
o
I
2 3 4 5
RELAÇ, tOArDA / ENTRADAOU VICE-VERSA
Fi g. 4 .3 C orr eç ão p ara o c a so d e abe rt ur as d e ent ra da
e saída desiguais Fan Engineering, R. Jorgensen).
6
VENTILAÇÃO GERAL
41<.
correção. Faz-se o cálculo, considerando-se menor das áreas depassagem do ar, e acrescenta-se um aumento (
devaz ão que pode se r obti do com consul ta ao g rá fi co da F ig . 4 .3.
Ass im, s e a r el aç ão ent re a s ár eas fo r 2, v emos que o a cr ésc imo de vaz ão s erá de 27%, cons id er ando-s e
a
áre menor s janelas. '\
4.5 COMBINAÇÃODOSEFEITOS DAAÇÃODOVENTOCOM O EFEITO DECHAMINÉ \
No livro Fan Engineering, de R. Jorgensen, encontra-se o gráfico da Fig. 4.4. aplicável à correção parar
efeitos combinados.
Calculam-se as vazões devidas à ação do vento e devidas à diferença de temperaturas. Somam-se as(
duasvazões e obtém-se OT Acha-se a relação entre Q vazão produzida pela diferença de temperatura,
e
QT
vazão total . Ent rando-se no gráf ico com esse valor da relação, acha-se o fator pelo qual se deve<
multiplicar a vazão devida ao efeito de temperatura para se obter a vazão real dos dois efeitos combinados.
(
,
T
=
Q.
+
Q,
EXERC íc IO 4 .2
Em uma pequena fábrica medindo 30m x 10m x 5 m existem equipamentos dissipando uma quantidade'
decalor igual a 3.000 Btulmin, em uma operação industrial. A temperatura exterior é de 26,7°C (80°F)
e a interior deve ser mantida igual a 32,8 C (910F). . . \
A área das aberturas de ent rada é de 7 m2(75,32 sq .f t) e a das aberturas de saída é de 12m2(129,12
sq.ft). \
O vento sopra perpendicularmenteà fachada,com uma velocidadede 3 kmlh (ou 50 m/min = 164
ftlmin). Pergunta-se: \ (
- Oual a vazão Q necessária para a remoção do calor g~rado no ambiente?,.. .
-
Ouais as vazões correspondentes à ação do vento
Q.
e'à'diferença de témperaturas
Q,?
(
-
Oua l a vaz ão corr es ponden te à a ção s imul tâ ne a do ven to
é
da diferença de temperaturas Q,?
- Quala vazãototalreal QT,? \
- A ação comb inada do vento com a da varia ção de temper at ura se rá su fi ci ent e para r emover a quan tid ade
de calor produzida? {
Solução
1.A vazão Q (pés3/min)necessária para remover o calor ambiente é dada por
I
I C, I I I'
Q
=
[cfm] 4.3
Cp. P '60(Ti- T.J {
7
. (
)
I
(
(
..J
Õ~5
1oI..J
Q~
i~4
cr-
u
: ; . ..
:03
1-&
5~
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I Io :t
101
&
~:Sl
~i
.
9-
(
\ ,
o 20 40 10 80
VAZ).ODEVIDAi\ DIFERENÇADE
TEMPERATURA í% DOTOTAL)
Flg .4 .4 Cor reção dos efe itos combinados do vento e da diferença (
de temperaturas Fan Engineering, R. Jorgensen).
100
--J
--
:/
V
/
/
1/
\
\
\
\
\
\
'\
r-....
r---.
--
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IUI;
L I
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I I~ ~I:
42 VENTILAÇÃO INDUSTRIAl.
VENTILAÇÃO GERAL
43
I,
As: 12m2
-
1 . Vazão real QT ,
Temos que fazer a correção levando em conta a simultaneidade dos efeitos da pressão do vento e das
temperaturas. Para isto, entramos no gráfico da Fig. 4.4 com o valor
Q, = 0,34e achamos2,2comoofator
QT
peloqual deveremos multiplicar Q, para obtermos a vazão total real Qi,
QT, = 2,2 X4 .253 = 9.357 c fm
8. A guantidade de calor a ser removida é, conforme o item I, de
Q ' 15.151 cfm.
Mas a ação do vento e o efeito chaminé têm condições de remover apenas 9.357 cfm.
Logo, deverá ser estudada ventilaçãoforçada no recinto, para atender à diferença
15.151- 9.357 = 5.794cfm
I
\
Q,
4.253
- = - = 0,34
QT 12.406
-- -
v : 60 m/min
. .
=---
7 m2: Ac
Im~
ti : 33° C
( 91,40F)
10m
t~ : 26° C
(78,8°F)
5m
, I
;~ ~ ~ \
~ o : . . '~ -. . T~ 0 '0:~~~~T]7...i~.~~:~r
Flg . 4 .5 Dados doExemplo 4 .2 .
sendo
c,
Cp
p
- quantidade de calor a ser removida (Btulhora)
.
c alor e sp ec íf ico a pres sã o c on st an te = 0 ,24 Btul lb. 'F
- massa específicado ar = 0,075 Ib/pé3
3.000x 60
Q=
0, 24 x 0, 075 x 60(91 - 80)
=
15.151cfm
2. Vazão de ar devida à I?ressão do vent o
Cons id eremos p rime ir amen te o s v ão s d as j ane la s de e nt rad a e s aída do ar c omo se ndo igua is :
Q.
rp
A
v
Q.
= <pA .v.
= O,55-vento perpendicular à parede
=
7 m2 = 75,32sq.ft
-
é a menor das duas áreas de janelas
= 164ft/min
= 0,55x 75,32x 164= 6.794cfm
3. Vazão de ar devi da à dif er ença de t emperaturas pel o
efeito chaminé.
Como vimos (fórmula 4 .2 )
Q, = 9,4 . A . Vh (T, - T,) (h. empés)
Q, = 9,4x 75,32x v'3,28(91
- 80) ';; 4.253cfm
h
é o desnível entre as aberturas de saída e de entrada (em pés). Na Fig. 4 .5 vemos que
h
=
1 m = 3,28
pés.
4 . Co rreç ão d a va zã o d ev id a a o v en to l ev ando em conta qu e as a be rturas de e nt rad a e saída s ão de sigu ai s.
A, (área de saída)
A, (área de entrada)
129,12 = 1,714
= 75,32
Ent rando com est e valor no gráfico da Fi g. 4. 3, vemos que a percentagem de aument o é de 20%.
Teremos, portanto:
Vazão devida ao vento
== 1,2. Q. == 1,2 x 6.794 == 8,153cfm=
Q~
5. Vazão total (técnica Q dev ida à ação s imultãnea do ven to e da d iferença de tempera tu ras
QT
=
Q;
+
Q,
=
8.153 + 4.253
=
1 2. 40 6 c fm
6. Relação entre
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I
I
I.
I
I;
I'
,
i
I
I
1
1
'
II
5
sicrometria
Psicrometria é o e st udo das p rop rie dades e c ar ac ter ís tic as do ar e da de terminação das mesmas.
Em Venti lação Indus tr ia l são fei tas referências ou uti li zadas grandezas denominadas psicromét ri cas, r azão
pela qual serão apresentadas as informações que se seguem. Em instalações de conforto ambiental e ar
c ondi ci onado , a p sic rome tr ia se acha s empr e pr esente na e la bor ação de pr oje to s e na execução e manutenção
das ins ta lações . Rememoraremos a lgumas noções que explí ci ta ou impli ci tamente seacham contidas na essência
das quest ões re la cionadas com o re sf ri amen to e o aque cimen to do a r, umid ifi ca çãq e de sumid if ic aç ãQ e tc .
5 .1 RECORDAÇÃO DE NOÇÕES FUNDAMENTAIS DE CALOR E TERMOLOGIA
5.1.1 Calor
I
\11
É uma forma de energia, podendo de certo modo traduzir o estado vibratório molecular de um corpo.
Transmite-se de um corpo a outro, quando entre eles existe uma diferença de nível energético térmico.
Quando se aplica energia calorífica a umasubstância, a energia interna das moléculas da mesma aumenta.
Isto provoca um aumento da velocidade de deslocamento ou vibração das moléculas, havendo em con~e-
qüência aumento na intensidade de calor. A grandeza que mede essa intensidade ou qualidade que um
corpo quente possuimais do que umcorpo frio denomina-se temperatura.
A -273'C (zero absoluto) cessa o movimento molecular, deixando de existir calor.
Não devemos confundir quantidade de calor de um flu ido com sua temperatura. O mar possui imensa
quantidade de calor, porém sua temperatura é pequena. Para compreendermos como isto pode acontecer,
imaginemos dois recipientes: um pequeno, com água a ferver, e um maior, como, por exemplo, um balde
con tendo água fria . Podemos derre te r um pedaço de parafina na água do rec ip iente com água a ferver,
mas não na água fria contida no balde. Concluímos que aquela pequena quantidade de água a ferver possui
uma
qualidade
que a grande quantidade de água chamada
fria
no balde não possui.
Suponhamos, agora, que coloquemos 1 quilograma de gelo na água do balde. O gelo funde lenta mas
completamente. Peguemos um outro bloco de gelo também de 1 quilograma no qual praticamos uma pequena
cav idade e nela despe jemos a água a ferver do pequeno rec ip iente. A fusão do gelo, de início, é ráp ida,
mas apenas parcial ; cessa completamente antes de ser atingida, digamos a metade do quilograma de gelo.
Logo, a água do balde, qualificada de fria, possui alguma coisa a mais do que a águafervendo da pequena
vasilha.
Exprimimos estes fatos dizendo que a água a ferver no pequeno recipiente possui temperatura mais
elevada, porém menor quantidade de calor do que a água contida no balde.
Em outras palavras, o calor é o agente, ao passo que a temperatura é uma qualidade do corpo aquecido,
um modo deser,um estado, um grau, uma intensidade de calor no corpo.
I
I~I
5.1.2 Unidade de quantidade de calor
~
I
i
Usam-se asseguintes unidades para medir a quantidade de calor:
- Qui loca lori a (kcal ou Cal ): é a quant idade de calor necessári a para e levar a t empera tura de 1quilograma
de água de 14,5'C a 15,5'C.
1 kcal equivale a 427 kgm (que é o chamado equivalente mecânico do calor).
No Sistema Internacional a medida é o Joule = Newton x metro.
PSICROMETRIA 4S
- BritishThermalUnit (Btu):é a quantidadede calor necessáriapara elevara temperaturade uma \,
l ib ra de água de 63 'F a 64'F ( 14,5 a 15,5'C) .
1Btucorrespondea 0,252kcalou a 1.055r '
1 kcal c orr es ponde a 3 .968 Btu
1 Btullb/ 'F cor responde a 1 kca l/g/ 'C
- Termia é igual a 1()6cal = 1()3kcal.
- 1kcal= 4,1866kJ(quilojoule)= 4.186,6 = 1.163Watt.hora.
- 1kJ = 0,238kcal.
- 1joule.= 0,238cal.
\
/
5.1.3 Capacidade térmica C
(
É a quantidade de calor necessária para produzir um determinado acréscimo de temperatura numa dada
massa. É expressa pela razão entre a quantidade de calor fornecido AQ e o aumento de temper atura AT (
correspondente, isto é,
\
[ C
~
I k~oo wr
Is. I.
I
5.1.4 Calor específico
c deuma substância
É a razão ent re a capacidade térmica do corpo dela cons ti tuído e a massa m do corpo cons iderado (
( ou o peso, segundo alguns autores).
\
I '
~
(k~kW~) I S.2
I
;
ou
I
' ~
I I
S.3 I'
O calor especifico da água é i gual a 1 kca l/ kg/ 'C , ou 1 Btu llb J' F, ou 1c al lg /' F.
No S is tema In te rn aci ona l (S I) a un idade é j oul e por qui lograma por g rau Cels iu s
J/kg C).
5.1.5 Modalidade de calor específicodos gases
Para os gases , há doi s calores espec íf icos a considerar:
- Calor específico a volume constante c.: representa a energia térmica aplicada na elevação da temperatura,
is to é , no aque cimen to do gás , c ons erv ando-s e cons ta nte seu vol ume. Para o ar e gase s d ia tômi co s,
c. = 0,0939kcal/kg'C = 0,1689Btullb'F.
- Calor específico a pressão constante cp:
representa a energia térmica aplicada ou fornecida ao gás
para produzi r aquec imento (el evação de tempera tura) e t ambém t raba lho de expansão, conservando-se
constante a sua pressão .
Para o ar e gases dia tômicos,
cp = 0,1321kcallkg'C = 0,2375Btu/lb'F.
A relação entre cp e cu' designada pela letra k, é uma grandeza importante no estudo da evolução
térmica de um gás em máquinas térmicas.
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~
~II
46
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Par a o a r e ga ses d i atômi co s s eco s,
Cp 0,1321
k=-=-=1406 14
C, 0,0939' ,
5.1.6 Evaporação e ebulição
Evaporação é a formação mais ou menos lenta de vapores à superfície de um líquido. É um fenômeno
f ís ic o de mudança do es ta do l íquido par a o e st ado ga sos o.
A água abandonada ao ar livre vaporiza-se gradualmente e acaba por desaparecer. Pode-se pois dizer
que
evaporação
é
vaporização sem aquecimento adicional.
A veloc idade de evaporação var ia d iret amente :
a) com a
volatilidade do llquido;
b) com a superfície de evaporação;
c) com a
temperatura;
d) com a diferença (h'má. - h,) entre a pressão (ou tensão) máxima h'má' do vapor e a pressão reinante
h,
des te mesmo vapor n a atmosf er a. Par a que um líquido pos sa vapor iz ar, é pr eci so que a a tmos fe ra re in an te
n ão e ste ja s at ura da de sse mesmo vapo r; em outro s te rmos , é n ec ess ário que a p res sã o h, do vapor j á exi st en te
n a a tmos fe ra s ej a i nfe ri or à tensão elástica máxima h.ma. do mesmo, na mesma tempera tura .
Po rta nto , a e vapo ra ção depende da d if er en ça
h.
á -
h...
Se
h,
for nulo, a evaporação será rápida'
se for igual a h.má., a atmosfera já estará saturada de vapdr e a evaporação se torna, portanto, impossível. '
Em processos de secagem indus tr ia l, para seconsegui r maior rap idez na operação procura-se obter pressões
r eduz id as , is to é, v ácuo par ci al n a câma ra de s ecagem, com o que a vapor iz ação s e r eal iz a em tempera tu ra
d e t al modo bai xa , qu e não p roduza dano ao pr odu to em fabri ca ção .
O calor necessário para a vaporização no fenômeno da evaporação é subtraído do meio ambiente ou
dos corpos c ircundantes. Em conseqüência disso , o meio ou os corpos res fr iam-se durante essa evaporação;
e) com a agitação do ar. A velocidade de evaporação é tanto maior quanto menor a pressão reinante, e
esta se reduz quando o ar se encontra em movimento.
É para consegui r evaporar o suo r e po rtanto baixar a tempera tu ra da pele que aspessoas se abanam
ou procuram ficar próximas a um ventilador.
A ebulição é a passagem .tumultuosa de um líquido para o estado de vapor; ou, ainda, uma vaporização
rápida caracterizadapela constãncia da temperatura e produção de vapor na massa líquida.
A temperatura de ebulição de um líquido sob a pressão atmosférica de 760 mmHg chama-se ponto
de ebulição normal do llquido.
Para a água, é de l00 'C; para o álcool, 78'C; e para o éter, 35'C.
Durante a ebulição, 'a tensão do vapor saturante que se forma é igual à pressão da atmosfera ambiente
acima do líquido. Um aumento de pressão sobre a superfície do líquido faz com que seu ponto de ebulição
tse e lev e. Ass im , no c as o da água, se t iv ermos uma p re ssã o p = 2 atm, t será 120'C;se p = 3 a tm, t = 133'C;
e assim por diante.
A diminuição da pressão reinante ocasiona o abaixamento do ponto de ebulição, conforme se observa
na Tabela 5.l.
Assim, sob a p ressão de 17 ,4 mmHg (0,236 mca), a água tem seu ponto de ebul ição igual a 20 '. Se
a pressão for de 31mmHg (0,421mca), ela ferverá a 30', e assim por diante. Isto explica a razão da utilização
do vácuo na secagem industrial.
5.1.7 Calor sensívele calor latente
Calor sensível é o que se manifesta por um certo nível de temperatura. É medido com um termômetro
de bulbo seco (termômetro comum). Representa o nível energético de um fluido ou um corpo, de forma
per ceptí ve l e men su rá vel , e por is so o nome sensível.
Calor latente é o que c aus a mudança de ~st ado fí si co s em a lt er ação na temper at ura e p re ssã o. Chama- se
também calor de vaporiz,ação. O calor sensível corresponde à quantidade de calor necessária para mudar
a t empe ra tur a, sem que ocor ra mudança do es ta do fís ic o.
Tabela 5.1 Temperatura de ebulição da águaem função da pressão
'I
~
rI
(
PSICROMETRIA 47
Podemos definir calor latente, calor de vaporização ou calor latente de vaporização de um líquido a
t ' como sendo a quant idade de calo r absorvida pe la un idade de massa desse líquido para que o mesmo
setransforme em vapor, mantendo constante a temperatura t de ebulição durante todo o tempo de duração
de evaporação.
Ao condensar-se à mesma temperatura t, o calor de vapor ização é , por ass im dizer, l ibe rt ado: é o
calorde condensação ou liquefação, o qual é numericamente igual ao calor de vaporização.
O calor latente de vaporização da água vem a ser a quantidade de calor necessária para transformar
água a 100'C em vapor nesses mesmos 100'C. .
Enquanto aquecemos água até l00'C (em condições ambientes normais de temperatura e pressão), sua
temperatura se eleva. O calor se manifesta sob forma sensível, e pode-se ver, com o auxílio de umtermômetro,
comoa temperatura vai se elevando até atingir l00'C. A partir desse valor da temperatura, a água vaporiza,
e a temperatura não continua a subir. Isto significa que o calor que está sendo comunicado à água é aplicado
emrealizar a mudança de estado da mesma, de líquido par a vapor. Dizemos que o calor se acha sob a
formade calor latente, isto é oculto na água.
O líquido, para chegar a vaporizar, necessi ta receber uma
quantidade total
de calor , que resul ta da
soma do calor sensível graças ao qual sua temperatura se eleva, com o calor latente, com o qual se rea li za
a vaporização.
O vapo r gerado possui essas duas parcelas de calor , s endo a quant idade de calor latente maior que
a decalor sensível. Por exemplo, a 15'Ce sob a pressão absoluta de 17,4mm de coluna de mercúrio (0,236
roca),a água possui 15,04 kcal/kg de calorsensível, 588,80 kcaVkg de calor {atente, e portanto 603,84 kcaVkg
de calortotal.
Na pressão atmosférica normal, ao nível do mar, o calor latente de vaporização da água a l00 'C (212'F)
é de
540 kcaVkg ou 2.268 kJlkg
(2.268 quilojoulelkg)
1 kcal
= 3,968Btu
18 tu = 0,252 kcal
1 k cal = 4,20 kJ
ouainda,
970 Btu/lb.
No caso do a r, e ss as c on sid era ções podem apl ic ar- se à umidade nele conti da .
Quando ocorre evaporação da umidade no ar, sem que sua tempera tura est ej a aumentando, está sendo
agregado calor {atente ao ar.
Quando se remove calor latente, o conteúdo de umidade diminui (e vice-versa), porém a temperatura
doar se mantém constante.
Podemos, pois, dizer que quando seprocede a uma condensação da umidade do ar, sem alterar sua
temperatura,
está se extraindo calor latentedo mesmo.
O corpo humano emi te e recebe do exter ior calor sensíve l e calor la tente, que é o calor neces sário
paravaporizar o suor e a água da respiração. Cada grama de suor evaporado resfriaa pele de aproximadamente
536calorias (ver Tabela 5.2).
Calor total = Calor sensível + Calor latente.
A quantidade de calor sensívelé calculada por
[Q, =
m' c(t - t) I I
5.4
I
sendo
Q, =
m
c.
(
t
Quantidade de calor sensível (kcal ou Btu);
massa do material, em kgou lb;
= calor específico (kcallkg.'C) ou Btu/lb.'F. Para água, c
= temperatura noestado final ( 'C ou 'F);
= temperatura noestado inicial ( 'C ou 'F).
A quantidade de calor latente é dada po r
= 1;
~, =m À I
kcal ou Btu I 5.5 I
#
Pressão
p
(mmHg)
4,6 9,2 17,4
31
55 92 149
233
355
525 760
Temperatura de
ebulição t ('C)
O' 10' 20' 30'
40'
50'
60-
70' 80' 90' 100'
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 32/210
I1
~
m:
I
'111
I
I
'I~
I
h .'
I
1
.
i'
t
48
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
PSICROMETRIA
49 (
Tabela 5.2 Entalpia do vapor saturado seco de água em função da temperatura
Observação:
I kJlkg = 0 ,238 kca ll kg = 0 ,424 B tu llb
1 B tu ll b = 2 ,32kJ lkg
1 kcallkg = 4,20 kJlkg
sendo
À
= calor l at en te de vapor ização ou condensação , kca llkg ou Btullb.
r
- I rr adi aç ão
ou
radiação.
Sob a forma de energia radiante, por ondas do gênero das eletromagnéticas.
Não há t ranspor te de massa, e a p ropagação serea liza a té no vácuo , e , quando noar , não o aquece <-
diretamente. Ao atingir uma superfície ou massa densa, a energia radiante se transforma em calor.
Conveeção calor passa de um corpo a outro por meio do fluido que os envolve. A transferência \
de calor se realiza de molécula a molécula e verifica-se simultaneamente transporte de massa, isto
é, as moléculas frias do fluido, aquecendo-se, deslocam-se para regiões cada vez mais quentes , e \
as moléculas quentes, esfriando, vão para regiões cada vez mais frias.
O calor p ropaga-se então como que por correntes de ar, de água ou out r( ) f luido que esteja \
sendo aquecido. E o que ocorre noar ambiente de um recinto aquecido por radiadores. No radiador
ocorre condução térmica , mas o ar aquec ido pelo radiador t rans fe re o calor que recebe para o ambiente, ,
por convecção. A convecção que se verifica unicamente pela diferença de densidade de partículas
é chamada
conveeção livre
ou
eonveeção natural.
- Co nd uç ão.
A transferência de calor se faz de molécula a molécula, sem que haja transporte dessas
mesmas moléculas . O calor é como que conduzido ou transportado ao longo de um corpo e (
de umcorpo para outro contíguo, ou deum corpo para o ar parado que o envolve.
Em unidades do Sis tema Internacional , t emos
11
Q
joules (J)
m...
kg
c
J Ikg . C
1 kcal
= 4,1866kJ
À = Jlkg.
5.1.10 Intensidade de calor
\
Comonão se pode medir diretamente o calor comoenergia em si, mede-se o nívelde intensidade
docalor,e o mesmosedesignapor t,::mperatura.
Conversão de escalas t ermométr icas para medição da tempera tura .
grau Celsius
grau Fahrenheit
5.1.8 Pressão de vapor
A pressão sob a qual, numa determinada temperatura, um líquido vaporiza em ebulição chama-se pr ssã
de vapor do líquido naquela temperatura.
A pressão de vapor d água a l00 C (212 F) é a pressão atmosférica (ou pressão barométrica, igual a
1 ,033 kgf. cm-z , ou 14,7Ib /poF , ou 10 ,33 mca ao n ív el méd io do mar ).
5.1.9 Transmissão de calor
Acre scentamos mai s al gun s dado s ao expos to no it em 3.2.
O calor se t ransmi te ou propaga das seguintes manei ras:
(
r <> -; (-F - 32) I F =
+
( C + 32) I
5.6
I
5.1.11 Temperatura de bulbo úmido
É obt ida com um termômetro em cujo bu lbo é colocada uma gaze umedecida e que se faz g irar ou
sacudir,provocando a evaporação da água colocada na gaze. Pode serdeterminada também como
psicrômetro,
I
instrumento que se vê na Fig. 5.1.
5.1.12 Umidade absoluta
É o peso real da um idade (ou vapor d água) contida em um m3, pé3 ou lb de mistura de ar.
Em a r cond ici on ado , é e xp res sa em g rã os p or lib ra ou grãos por pé cúbico grainslcf) .
I lb c ont ém 7.000 gr ãos
1 kg contém 15.542 grãos
5.1.13 Umidade relativa
É a relaçãoentre o pesode vapord águad existenteem 1 kg(ou I mJ)de arúmidoa umadeterminada
temperatura e o peso da umidade d algue deveria existir se o quilograma de ar (ou o mJ) estivesse saturado
,
de umidade na mesma temperatura. As vezes se define também como a relação entre a pressão real do
vapor d água h. .1 e xistente em certo volume (ou peso de ar), a uma determinada temperatura, e a pressão 1
devapor d água 11..., que dever ia exi st ir se a mesma quant idade de ar est ivesse saturada à mesma tempera tura .
\
[u~
= ~
= h-I I 5 1
I
~ ~ .
{
A umidade re la tiv a é também de signada na p rá ti ca po r grau higrométrico ou grau d e s a tu ra çã o d o a r.
~
Calor sensível Calor total
=
entalpia
Líquido saturado
Calor latente
vapor saturado
Temperatura
<D
(l)
0>= <D+ (2 )
F
-C Btullb
kJ/kg
Btu/lb
kJ/kg
Btullb
kJ/kg
32
O
0,0
0,0
1 075.8
2 502,2
1 075,8 2502,2
34
1,11
2,02 4,69
1 074,7
2 499,6
1 076,7
2 504,2
36
2,22
4,03 9,37
1073,6
2 497,0
1 077,6 2 506,3
38
3,33
6,04 14,04 1 072,4
2 493,3
1 078,4
2 508,2
40 4,44 8,05
18,72 1 071,3
2491.7
1079,3
2 510,3
45
7,22 13,06
30,37 1 068,4
2 484.9
1 081,5 2515,4
50
10,0
18,07
42,02 1065,6
2 478,4
1083,7 2 520,5
55
12,7
23,07
53,65 1 062,7
2471,7
1 085,8 2525,4
60
15,5
28,06 65,26
1059,9
2465,2
1 088,0
2 530,5
65
18,3
33,05 76,87
1 057,1
2458.7
1 090,2
2535,6
70
21,1 38,04
88,47
1 054,3 2 452,1
1 092,3 2 540,5
75
23,8 43,03
100,08
1051,5
2 445,6
1 094,5 2545,6
80 26,6 48,02 111,68 1 048,6
2438,9
1 096,6 2 550,5
85 29,4
53,00 123,27
1 045,8 2432,4 1 098,8 2555,6
90
32,2
57,99 134,87
1 042,9 2425,6
1 100,9
2 560,5
95
35,0
62,98 146,48
1 040,1
2419,1
1103,1
2565,7
100 37,7
67,97
158,09
1037,2
2412,4
1105,2
2 570,5
110
43,3
77,94 181,28
1 031,6
2 399,3
1 109,5 2 580,5
120
48,8
87,92 204,49
1 025,8
2385,9
1 113,7
2 590,3
130
54,4 97,90
227,70
1 020,0
2 372,4
1 117,9
2600,1
140
60,0 107,89
250,94 1 014,1
2 358,6
1 122,0 2 Q09,6
150
65,5
117,89
274,20
1 008,2
2 344,9
1 126,1 2619,1
160
71,1
127,89 297,45
1 002,3
2331,2 1130,2
2628,7
170
76,6
137,90
320,74
996,3
2317,2
1 134,2 2 638,0
180 82,2
147,92 344,04
990,2
2303,1
1 138,1
2647,1
190
87..7
157,95 367,37
984,1
2288,9
1 142,0 2656,1
200 93.3 167,99
390,72
977,9
2 274,4
1 145,9
2 665,2
212
100,0
180,07 418,82
970,3
2 256,8 1 150,4
2675,7
250
121,1
218,48
508,16 945,5
2199,1
1 164,0 2 707,3
300
148,8
269,59
627,03
910,1
2 116,8
1 179,7 2743,8
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 33/210
50 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 5.3 Conversão de temperatura
Exemplo: 60'F (coluna do meio) = IS,6 C
6O'C(coluna do meio) = 140'F
1-'.,
10,
lI
1iI' ,
I~
i
I
fi1
..ii
I \1
,2
O
8
6
4
2
O
8
6
.4
2
O
,8
,6
4
2
O
8
6
4
2
O
8
6
4
.2
O
8
6
,4
,2
,O
,8
,6
,4
r~
Tabelas 5 .3 (cont .) Conversão de tempera tura
Exemplo: 60'F (coluna do meio) = 15,6 C
60'C (coluna do meio) = 14O F
5,1.14 Ponto deorvalho
PSICROMETRlA
51
É a temperatura sob a qual o vapor d 'água contido na atmosfera condensa. Percebe-se que o pont >
deorvalho num ambiente foiatingido quando, por exemplo, uma vidraça começa a ficar embaciada.
5,1,15 Pressão atmosférica
Hb
Pode-se exprimir a pressão atmosférica em unidades de pressão ou em unidades de altura de uma coluna
líquidaque exerce em sua base a pressão considerada. Ao nível médio do mar a pressão atmosférica é
guala .
H~
= 1,033 kgf
.
cm.,2 = 14,7
psi pound per square inch
= 10,33 mca (metros de co luna de água
ou 100kPa ( qu ilopasc al ) ou 34 pés ca ou 760 mmHg .
Fig. 5.1 Psicrómetro.
'
1
,,
1 il
,
i
'
'li
,:1;~I
~
C
,jJ.
'p C
,jJ.
'p C
,jJ.
'p
-21,1
-6
21,2
26,7
80
176,0
74,4
166
-20,6
-5
23,0 27,2
81
177,8
75,0
167
-20,0
-4
24,8
27,8
82
179,6
75,6
168
-19,4
-3
26,6 28,3
83
181,4 76,1
169
-18,9
-2
28,4 28,9
84
183,2 76,7
170
-18,3
-1
30,2 29,4
85
185,0
77,2
171
-17,8
O
32,0 30,0
86
186,8
77,8
172
-17,2
1
33,8 30,6
87
188,6 78,3
173
-16,7
2
35,6
31,1
88
190,4
78,9
174
-16,1
3
37,4 31,7
89
192,2
79,4
175
-15,6
4
39,2 32,2
90
194,0 80,0
176
-15,0
5
41,0 32,8
91
195,8
80,6
177
-14,4
6
42,8 33,3
92
197,6 81,1
178
-13,9 7 44,6 33,9 93 199,4 81,7 179
-13,3
8
46,4
34,4
94
201,2
82,2
180
-12,8
9
48,2
35,0
95
203,0 82,8
181
-12,2
10
50,0 35,6
96
204,8
83,3
182
-11,7 11. 51,8
36,1
97
206,6 83,9
183
-11,1
12
53,6 36,7
98
208,4 84,4
184
-10,6
13
55,4 37,2
99
210,2 85,0
185
-10,0
14
57,2 37,8
100
212,0
85,6
186
- 9,4
15
59,0
38,3
101
213,8
86,1
187
-
8,9
16
60,8 38,9
102
215,6
86,7
188
- 8,3
17
62,6
39,4
103
217,4 87,2
189
- 7,8
18
64,4
40,0
104
219,2 87,8
190
- 7,2
19
66,2 40,6
105
221,0 88,3
191
- 6,7
20
68,0 41,1
106
222,8
88,9
192
- .6,1
21
69,8
41,7
107
224,6 89,4
193
-
5,6
22
71,6
42,2
108
226,4 90,0
194
- 5,0
23
73,4 42,8
109
228,2
90,6
195
-
4,4
24
75,2
43,3
110
230,0
91,1
196
-
3,9
25
77,0 43,9
111
231,8 91,7
197
-
3,3
26
78,8 44,4
112
233,6 92,2
198
-
2,8
27
80,6 45,0
113
235,4 92,8
199
- 2,2
28
82,4 45,6
114
237,2 93,3
200
- 1,7
29
84,2 46,1
115
239,0 93,9
201
-
1,1
30
86,0 46,7
116
240,8 94,4
202
- 0,6
31
87,8 47,2
117
242,6 95,0
203
O
32
89,6
47,8
118
244,4
95,6
204
0,6
33
91,4 48,3
119
246,2 96,1
205
1,1
34
93,2 48,9
120
248,0 96,7
206
1,7 35 95,0 49,4 121 249,8 97,2 207
2,2
36
96,8
50,0
122
251,6 97,8
208
2,8
37
98,6
50,6
123
253,4
98,3
209
3,3
38
100,4
51,1
124
255,2 98,9
210
3,9
39
102,2 51,7
125
257,0 99,4
211
4,4
40
104,0 52,2
126
258,8
100,0
212
5,0
41
105,8
52,8
127
260,6
100,6
213
5,6
42
107,6 53,3
128
262,4 101,1
214
6,1
43
109,4
53,9
129
264, 2 101,7
215
6,7
44
111,2 54,4
130
266,0 102,2
216
7,2 45
113,0 55,0
131
267,8 102,8
217
7,8
46
114,8
55,6
132
269,6
103,3
218
8,3
47
116,6 56,1
133
271, 4 103,9
219
8,9
48
118,4
56,7
134
273, 2 104,4
220
9,4
49
120,2
57,2
135
275, 0 105,0
221
10,0
50
122,0
57,8
136
276,8
105,6
222
10,6 51
123,8
58,3
137
278,6
106,1
223
11,1
52
125,6
58,9
138
280, 4 106,7
224
11,7
53
127,4
59,4
139
282,2
107,2
225
12,2
54
129,2
60,0
140
284,0
107,8
226
12,8
55
131,0
60,6
141
285,8 108,3
227
13,3
56
.132,8
61,1
142
287,6
108,9
228
C
,jJ.
'p
C
,jJ. 'p
C
,jJ.
13,9 57
134,6
61,7 143
289,4
109,4
229
444,2
4,4 58
136,4
62,2
144
291,2 110,0 230
446,0
15,0
59
138,2
62,8
145
293,0
110,6
231
447,8
15,6 60
140,0
63,3
146
294,8
111,1
232
449,6
6,1 61
141,8
63,9
147
296,6
111,7
233
451,4
6,7 62
143,6
64,4 148
298,4
112,2
234
453,2
7,2 63
145,4
65,0 149
300,2
112,8 235
455,0
17,8 64
147,2
65,6
150
302,0
113,3
236
456,8
8,3 65
149,0
66,1 151
303,8
113,9
237
458,6
18,9
66
150,8
66,7 152
305,6
114,4 238
460,4
9,4 67
152,6
67,2 153
307,4
115,0
239
462,2
20,0 68
154,4
67,8
154
309,2
115,6
240
464,0
20,6
69
156,2 68,3 155 311,0 116,1 241 465,81,1 70
158,0
68,9
156
312,8
116,7 242
467,6
1,7 71
159,8
69,4
157
314,6
117,2 243
469,4
22,2
72
161,6
70,0
158
316,4
117,8
244
471,2
22,8
73
163,4
70,6
159
318,2
118,3
245
473,0
23,3 74
165,2
71,1
160
320,0
118,9
246
474,8
3,9 75
167,0
71,7
161
321,8
119,4
247
476,6
4,4 76
168,8
72,2 162
323,6
120,0
248
478,4
5,0 77
170,6
72,8 163
325,4 120,6 249
480,2
25,6 78
172,4
73,3
164
327,2
121
250
482
26,1 79
174,2
73,9
165
329,0
127
260
500
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 34/210
; 111 ,
I I
~
i '
I
11' I, '
1
11,
';m'
,1,111
lfJ I
i
I
1
I
II I
I
I
I
i~li I
I~II
I
,.,11
1
1
' ,
I'
52
VENTILAÇÁO INDUSTRIAL
53
f
SICROMETRIA
5.1.16 Entalpla
Tabela 5.4 Propriedades das misturas de ar e vapor d'água saturado à pressão
atmosférica normal (760 mmHg)
1,1
A entalpia corresponde ao calor que entra na formação de um vapor, considerando-se como ponto
de partida a fase líquida. na zona de saturação a o-C. É uma função do estado de um fluido e tem pOr
expressão
'
I H = U pv I I~
sendo U a energia, p a pressão e v o volume do fl ui do . T raduz a med ida de seu c alo r to tal .
Encontram-se tabelados valores da entalpia, às vezes des ignada por
calor IOlal,
em função da temperatura,
p ara o vapo r sa tu ra do se co (Tabe la 5 .4 ).
Pode-se calcular a var iação da entalpia, quando ocorre apenas uma var iação de tempera tura , pela fórmula
(5.4), que repetimos:
Q = m' c (( - I)
Quando ocorre variação de calor sensível juntamente com calor latente, acha-se a entalpia na cana
psicrométrica, como veremos adiante.
5.1.17 Leisdos gases
,L' Lei : lei de Gay-Lussac
Os volumes ocupados por uma mesma mas sa degá s,
sob pressão conslante,
são diretamente proporcionais
às t empera turas absolutas . Es ta l ei é t ambém conhecida como lei de Charl es .
I
~-~I G
)
TI
=
I1+ 273'C
T2
=
11+ 273'C
2.' Lei :
lei de Gay-Lussac
(também chamada
lei de Amonlons
. .As pressões adqui ridas por uma massa de gás sob
volume conslanle
são proporcionais às suas temperaturas
absolutas.
I
~-~I
G
Pode-se escrever sob out ra forma, mui to usual :
I P
= P. ( + aI) G
sendo
a =
~
= O,003666'C.1
273
a tem o mesmo va lo r pa ra todos o s' g ase s d ito s perfeilos.
3.' Lei: lei de Boyle-Mariolle
.-.
Peso do vapor
Entalpia da mistura
Temperatura
satugdreso
Entaia do
de1 lb de a r se co
vapor turado com v apor saturado
'F
C
grãosllb
gIkg
Btullb
kJlkg
Btullb
kJ/kg
40
4,44
36,49 5,21
5,662 - 13,16
15,230 -
35,42
41
5,00
37,95
5,42
5,849
-
13,60
15,697
-
36,50
42
5,56
39,47
5,64
6,084
-
14,15
16,172
-
37,61
43
6,11
41,02
5,86
6,328
- 14,71
16,657 - 38,74
44
6,67
42,64
6,09
6,580 - 15,30
17,149
-
39,88
45
7,22
44,31
6,33
6,841
-
15,91
17,650
-
41,05
46
7,78
46,06 6,58
7,112 - 16,54
18,161
-
42,24
47
8,33
47,88
6,84
7,391
-
17,19
18,860
-
43,86
48
8,89
49,70 7,10
7,681 - 17,86
19,211 - 44,68
49
9,44
51,59 7,37
7,981
-
18,56
19,751 - 45,93
50
10,00
53,62
7,66
8,291 - 19,28
20,301 - 47,21
51
10,56
55,65 7,95
8,612
-
20,03
20,862 - 48,52
52
11,11 57,82 8,26 8,945
-
20,80
21,436
-
49,8553 11,67
59,99
8,57
9,289
-
21,60
22,020
-
51,21
54
12,22
62,23
8,89
9,644
-
22,43
12,615 - 52,60
55
12,78
64,61
9,23
10,01 - 23,28
23,22 - 54,00
56
13,33
67,06
9,58
10,39 - 24,16
23,84
-
55,44
57
13,89
69,51
9,93 10,79
- 25,09
24,48
-
56,93
58
14,44 72,10
10,30
11,19 - 26,02
25,12
-
58,42
59
15,00
74,83
10,69
11,61 - 27,00
25,78
-
59,96
60
15,56 77,56
11,08
12,05
-
28,02
26,46 - 61,54
61
16,11
80,43
11,49
12,50 - 29,07
27,15 - 63,14
62
16,67
83,37 11,91
12,96 - 30,14
27,85 - 64,77
63
17,22
86,45
12,35
13,44
-
31,26
28,57
-
66,45
64
17,78 89,60
12,80
13,94 - 32,42
29,31
-
68,17
65
18,33
92,82 13,26
14,45 - 33,60 30,06 - 69,91
66
18,89
96,18 13,74
14,98 - 34,84
30,83 - 71,70
67
19,44
99,68 14,24
15,53 - 36,12
31,62 - 73,54
68
20,00
103,3 14,75
16,09
-
37,42
32,42 - 75,40
69
20,56
107,0
15,28
16,67
-
38,77
33,25 - 77,33
70
21,11
110,7
15,82
17,27
-
40,16
34,09 - 79,28
71
21,67
114,7 16,39
17,89
-
41,61
34,95 - 81,29,
72
22,22
118,8 16,97
18,53 - 43,09
35,83
-
83,33
73
22,78
123,0
17,57
19,20 - 44,65
36,74
-
85,45
74
23,33
127,3 18,19
19,88 - 46,23
37,66
-
87,59
75
23,89
131,7
18,82
20,59 - 47,89
38,61
-
89,80
76
24,44
136,4 19,48
21,31 - 49,56
39,57 - 92,03
77
25,00
141,1 20,16
22,07
-
51,33
40,57 - 94,36
78
25,56
146,0 20,86
22,84
-
53,12
41,58
-
96,71
79
26,11
151,1
21,58 23,64 - 54,98
42,62 - 99,12
80 26,67 156,3 22,33 24,47
-
56,91 43,69
-
101,61
81
27,22
161,7 23,10
25,32
-
58,89
44,78 - 104,15
82
27,77 167,2 23,89
26,20
-
60,93
45,90 - 106,75
83
28,33
173,0 24,71
27,10 - 23,03 47,04 - 109,41
84
28,88
178,9
25,55
28,04 - 65,21
48,22
-
112,15
85
29,44
184,9
26,42 29,01
-
67,47
49,43
-
114,96
86
30,00 191,2
27,31
30,00
-
69,77
50,66
-
117,83
87
30,56
197,7 28,24
31,03
-
72,17
51,93 - 120,78
88
31,11
204,3 29,19
32,09
-
74,63
53,23 - 123,80
89
31,67
211,2
30,17
33,18
-
77,17
54,56
-
126,90
90
32,22
218,3
31,18
34,31 - 79,80
55,93 - 130,08
91
32,78 225,6
32,23
35,47
-
82,49
57,33 - 133,34
92
33,33
233,1
33,30
36,67 - 85,29
58,78
-
136,71
93
33,89
240,9 34,41
37,90 - 88,15
60,25 - 140,13
94
34,44
248,9
35,56
39,18
-
91,12 61,77
-
143,67
95
35,00
257,1
36,73
40,49 - 94,17 63,32 - 147,27
96
35,56
265,7 37,95
41,85
-
97,33
64,92
-
150,99
97
36,11
274,4 39,20
43,24 - 100,57
66,55
-
154,78
98
36,67 283,4 40,49
44,68
-
103,92 68,23
-
158,69
99
37,23
292,7 41,82
46,17 - 107,38 69,96 - 162,71
100
37,78
302,3 43,19
47,70
-
110,94
71,73 - 166,83
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 35/210
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 36/210
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 37/210
\
\
58
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
5.1.20 Volumede ar para remover calor 11ente
Neste caso, determinam-se:
1 .' Quant idade de calor l at ente , C'a te .. . (Btu/h)
2 . Grã os p or l b
de diferença de conteúdo de umidade do ar exterior e do ar interior nas condições
f ixadas pelo proje ti st a para a exaus tão.
3 .' Calc ula -s e a vaz ão
Q(p.ra
remove r. lo r, ). p el a f órmula 5.19
As quantidades de ar calculadas pelas duas equações acima
não devem ser somadas
para se chegar
à vazão de ar requerida. Adota-se o
maior
dos valores encontrados, uma vez que o calor sensível e o calor
latente são absorvidos simultaneamente. Além disso, note-se que, na maioria dos casos, a carga de calor
sensível excede amplamente a carga de calor latente, de modo que quando isto acontece no projeto, pode
ser calculado apenas em base do calor sens{vel.
5.1.21 Tonelada de refrigeração, TR
Os compressores de frio empregados em instalações de ar cQndicionado e refrigeração em geral são
especificados pelos fabricantes, em seus catálogos, em toneladas de refrigeração , TR, unidade prática
que corresponde à quantidade de calor a ret irar da água a O Cpara formar uma tonelada de gelo a O'C ,
em cada 24horas .
1TR co rr esponde a 3 .333 kcal por hor a
1 kcal 3 ,9685 Btu
1 TR
12.000Btu/h toneladaslandardcomercial
americana de refrigeração)
5.2 CARTAPSICROMÉTRICA
5.2.1 Significado e emprego
O
diagrama
ou
carta psicrométrica
relaciona várias grandezas que seconsideram em instalações de venti lação
e, principalmente, nas de ar condicionado. Corresponde, em princípio, ao chamado diagrama de Mollier
para o ar úmido. A carta psicrométrica foi elaborada referida à pressão do nível do mar, ou seja, de 7(/J
mm de mercúrio, e pode ser usada com suficiente exatidão para pressões compreendidas entre 736 e 78'1
mmHg.
Exi st em diversas car tas psi cromét ri cas, publi cadas pela Car ri er , pela Trane Company, por out ras empresas
fabri cantes deequipamentos de ar condicionado e pela ASHRAE (Amer ican Socie ty for Heating , Ref rigera ting
and Air Condi tioning Engineers , lnc .)
As grandezas representadas nas car tas cos tumam ser :
a) temperatura lida no termômetro de bulbo seco (TBS);
b) temperatura lida no termômetro de bulbo úmido (TBU);
c) umidade relat iva (UR). É determinada a partir dos itens a e b;
d) umidade espec íf ica, expres sa em grãos de umidade por lb de ar seco ou gramas de umidade porkg
de ar seco.
e) volume específico(volume de unidade de peso de ar), expresso em pé cúbico por lb de ar seco ou metro
cúbico por kgde ar seco;
f) entalpia ou calor total , expressa em Btu por lb de ar seco e umidade combinados. É também designada
como entalpia de saturação;
g) ponto de orvalho (PO) ou temperatura de saturação, que,'como vimos, é a temperatura com a qual
o vapor d'água contido no ar se condensa sobre uma superfície;
h) pressão de vapor , i sto é , pres são reinante sobre a água numa determinada tempera tu ra , aba ixoda
qual a mesma ent ra em ebul ição. É expressa em po legadas de coluna de mercúr io ou mm de coluna
de mercúrio.
~
o
~~
r 4~~0
00 8&(~
u '''o'
o
o
:
=1
t
~
..
e
õADO
TEMPERATURA
80°F
26.7°
DE UL O SE O
F lg . 5 .1 I nd ic aç ão quant o ao modo d e u ti li za r a c ar ta p si cr omét ri ca d a T ra ne C ompany .
PSICROMETRIA
59
~
..
c
1 :
..
..
f
~
o
C
Q
i
..
..
~
~
115
110°F
43,30C
Consideremos a car ta psi cromét ri ca da
Trane Company
(Fig. 5.2).
Conhecidas duas grandezas, podem-se, pela carta, achar todas as demais. Na carta encontram -se as
seguintes escalas:
-
l inha de t empe rat ur a de bulbo s eco; (1 )
- l inha de umi dade es pec íf ic a ( grãos de umidade por Ib de ar se co ; (2 )
-linha de umidade relat iva ( ); (3)
-linha de temperatura debulbo úmido; (4)
- li nha de volume e spe cíf ic o (p és cúbi co s por l b de a r s eco ); ( 5)
-
escalasde entalpias (Btullb de ar seco e umidade combinadas); (6)
- e sc al a de tempera tu ra do ponto de o rvalho; (7 )
-
e sc al a de p re ssão de vapo r; (8 )
-
escala de razão ent re calor sensíve l e calor tot al
Q/Q,.
(9)'
5.2.2 Emprego da carta da Trane Company
Par a uma melhor compre ens ão das vanta gen s da u ti liz ação da ca rt a p si cromé tri ca, consi de remos a F ig .
5.2, na qual se acham indicadas as escalas mais usadas em Ventilação Industrial. Façamos um exemplo
numér ic o. O le it or pode rá o ri en ta r-s e pela c ar ta , F ig . 5 .2, e pa ssa r d epois pa ra a F ig . 5.3.
EXEMPLO 5.6
Suponhamos conhecidos os seguintes dados :
-
temperatura de bulbo seco
t,
= 8Ü F= 26 ,7'C;
- temperaturade bulboúmidolu = 70 F= 21,1.C
Podemos calcular, ent re out ros valores , os seguintes (Figs . 5 .2 e 5.3):
---
.1
'J
,
, I:
.,
.' fi
, II
i iI'
I I
'
i1 Il
I)
. I i
I
:' :
C(Btolbora)decalorlatente
[cfm]
5.19
Q pJc.latente =
0 ,67 X g rãos ded if ere nç a de
conteúdo de umidade
8
i
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o
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o
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66°F
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 38/210
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61
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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° 5 10 15 20
TEtl,~:TURA DEB~~~ SECO°c 0;825
VOLUME ESPEciFICO
m3/~o
Flg. 5.5 Carta psicrométrica da Carrier.
Ir
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25
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\
0 87 5
30
\
85
0,775
TEMPERATURA DE BULIO SECO 30°C \
,
VOLUME ESPECiFICO I ..3/.., 0,860 0,900
\
Flg. 5.6 Aplicação da carta psicrométrica da Carrier.
\
.
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0 65
'14
o,7\)
0 75
2 ~0,80
1 ~0,&5
0,90
0.95
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0,900
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10 3 t /Kg DE R sE O
PSICROMETRIA 63
@
~
p
T&S
TBS
Flg.5.7 Adiçãodecalorlatente:
umi.
dificação.
Flg. 5.8 Remoçãode calor latcn-
tc: desumidificação.
5.2.4 Aquecimento e resfriamento do ar
Quando se adiciona calo r sen síve l ao ar, sua tempera tu ra se e leva , i sto é , o ar se aquece sem que
o
conteúdo de umidade absoluta
seja alterado (Fig. 5 .9). A umidade relat iva porém varia, pois passamos
deumpontoda curvaA de umidaderelativaUR, paraa curvaB de umidaderelativaU'R'. ,
Observa-se na F ig. 5.9 que o ponto de orvalho PO não muda quando se adiciona calor sensível, mas
aTBS aumenta.
A Fig. 5 .10 mostra que o resfriamento corresponde a uma remoção de calor sensível sem redução da
umidade absoluta e do ponto de orvalho.
A umidade relativa porém diminui, pois ospontos A e B se acham em curvas de UR diferentes. Diminui
tambéma TBS.
5.2.5 Resfriamento comdesumidificação
Em i nst al ações de ar condi cionado, par a se conseguir obter uma temper at ura de bulbo seco mai s baixa,
t oma-se n ece ssá rio rec or rer a um res fr iamento c om ret ir ada d e calor senslvel e também de calor latente.
Pa ra c ons egu ir o resf ri amen to u sa -s e uma s erpe nt in a d e resf ri amen to (com água ge la da em c ircu laç ão,
po re xemplo) ou s is tema de c iclo t érmico de um gás ref rige ran te (Freon) .
Conside remos a Fig . 5 .11.
As condições i niciais do ar corr espondem às do ponto A, com calor total C temper at ur a de bulbo
seco 11 umidade rel at iv a UR , pon to d e o rv alho PO e ca lo r l at en te C /. P ret endemo~ que a nova tempe ra tu ra
de bulbo seco venha a ser ~, correspondente a um calor total C'2 'Trata-se de passar do ponto A ao ponto
C.
Peloponto A traçamosuma reta vertical,e pelo ponto C, uma horizontal.As duas se encontramem
B.
o segmento
AB
i ndica a quant idade de calor l at ente C /a remover, e o segmento
CB,
a quantidade
decalor sensível C. a retirar.
Vemos que o ponto
B
sesi tua na curva de umidade relat iva URB,e C,na URc.
A variação de calor total, ou seja, da entalpia, isto é, da quantidade total de calor r emovido, é a
hipotenusa
CA
do triângulo
ABC,
isto é
C, = C/I
-
C'2
~
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°ã
; u
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..
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CI
g
i
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Flg . 5 .9 Adição de calor sensíve l:
aquecirnen/odo ar.
Flg . 5 .10 Remoção de calor sensí-
vel: resfriamento
do r
,
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,
i
I
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11.
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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64
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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Ct
Ct, - Cti =
Ct
- ESCALA DA RELAÇÃO ENTRE
CALORSENSlvEL E CALORTOTAL
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BULBO SECO
i
I
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I
I
I
i
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I
I
I
11
I
Flg. 5.11 Resfriamento com desumidificação.
Esta diagonal prolongada (denominada linha de fator de calor sensível) determina, na escala à direita
da Fig. 5.11, a relação entre o calor sensível e o calor total sob forma percentual.
C,
%de-
C,
Na prática pode-se usar o método apresentado acima oudeterminar nográfico os~ento C/I
-
CI2
= C.
Liga-se C a A por uma reta, que determina, na escala correspondente o valor % ... . ..
. ~
Como se conhece C c al cu la -s e en tã o C ,.Com C,e C , t e rí amos ev id en temente o c alor l at en te
C,
= C, - C,
5.2.6 Resfriamento evaporativo
~
I
f
i,
' I
I:~
o processode resfriamentoindustrialsegundoo qual se retira do ar calorsensível e calorlatentee
se adiciona umidade denomina-se resfriamento euaporativo.
Para rea lizar esse t ipo de res fr iamento, o ar deve ser insuf lado a través de um chuve iro ou de água
pulver izada por aspersores. Ao at ravessar a água pul veri zada o ar cede calor à mesma. Esse aquecimento
faz com que parte da água vaporize, e, com isto, retire o calor do ar. O ar com o vapor formado se torna
mai s f ri o e mai s úmido .
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BULBO SECO
Flg. 5.U Resfriamento evaporativo.
PSICROMETRIA
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(
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(
30,5
O,OO34(
flg. 5.13
Fig. 5.14
\
EXEMPLO.8 {
Aquece-se ar, a 1 atm, de 4O-F (4,4 C ) T, (temp. de bul bo seco) e 35'F ( l,7'C) Tu (temp. de bul bo
úmido) , a té a t empe ra tu ra d e 70'F (21 ,1 C)
T,. \
Achar, pela carta psicrométrica da Carrier:
a ) a umidad e rel at iva e a a bs olut a a nt es e d epoi s do a que cimen to ;
b ) a t empe ra tu ra do ponto d e o rva lh o an te s e de poi s do aquec imento;
c) a temperatura do bulbo úmido do ar aquecido; .
d) o volume específico de ar antes e depois do aquecimento (baseado em 1 libra de ar seco); (
e) se a pressão de vapor de água saturada a 4O-F é 6,35 mmHg, qual será a pressão parcial de vapor nas
condições iniciais?
Solução
São dados:
Ara1atm
{
T, = 40'Fé aquecido aoestado 2 T,
4,4 C
T ' 35'F
I 1,7 C
= 70'F
21,1 C
a) Um / Umidade absoluta antes do aquecimento
Pe la ca rt a p si cromét ri ca (CP) da Car ri er , a ch amos à d ir ei ta V,In/ = 0,0034 lb de vapor d'água por Ib
de ar se co . Achamos t ambém, p ara a umida de rel at iv a a nt es do a qu ec imen to , U..,/ = 70% (Fig. 5.13). .
Depois do aquecimento, estado 2. (
Com os valores T, = 70'F e Vub, = O,OO34lbde vapor d 'água por Ibde a r seco, seguindo horizon ta lmente ,
obtemos na curva de umidade relat iva
U 2 = 23% (Fig. 5 .14)
b)Temperatura de orvalho (ponto de orvalho) (Fig. 5.14)
Com o valor Uubl/= 0,0034 Ib de HzO por Ib de ar seco, e seguindo horizontalmente, encontramosj
parao ponto de orvalho, o valor 30,S'F
(
r P ai = Tp02 = 30,5'F
c)Temperatura de bulbo úmido após o aquecimento.
Entrando na carta psicrométrica com os valores
r = 70'F e Vm, = 23%, obtemos, à e sque rd a, t emperatura d e bulbo úmido igua l a 50,5' F.
d) Volume específico de ar (tomando como base I Ib de ar seco) antes e depois do aquecimento (Fig.(
5.16).
Do valorT'1 = 4O-Fseguimos verticalmente até a curva da U I = 70% e, emseguida, pela reta inclinada
até o val or de
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-
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 41/210
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66 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
'
0,0034
0,0034
Fig. 5.15 Fig. 5.16
v .
= 12,65pés3/1b
De modo análogo, com T, = 70 F e V 1z = 23%, obtemos:
VlU'2= 13,38 pés3/1b
e ) Conhec emos o valor da press ão d e v apo r d 'água s aturad a a 4O F , e qu e é d e 6,35 mmHg (dado do p roblema)
Quer emos saber a
pressão parcial de vapor d água
nas condições iniciais, isto
é, p.o..
V /I =
p.o. (4O F)
p.o ,., (40 F)
p
' I
= 70% = 6,35
Portanto,
p.o.
= 0,7 x 6,35 = 4,45mmHg.
EX EMP LO S .9
Qual a quantidade de calor consumida no processo considerado no Exemplo 5.8?
Entrando na carta psicrométrica com os valores de T, = 40 F e T, = 70 F,correspondendo o primeiro
valor a V d = 70% e o segundo a V = 23% e seguindo em l inha inc linada a té a escala de entalpia de
saturação, achamos
C l
= 20,7Btullbdear seco
C'I = 13,5Btullbdearseco
o calor consumido foi
I,
I: i
i
Iil
I:']
IJf
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,
~Il
i~.
I.,
\1:
I'
E
= C l
-
C,. = 20,7
-
13,5 = 7,2Btullb.
A quant idade de calor insuf lado é dada por q, = 4,5 . Q . E (ver fórmula 5.20). Se insuflarmos, por
exemplo, 10.000cfm de ar a 70 F(BS) e 50,5 F (BU), a quantidade total de calor insuflado será
q,
= 4,5 x 10.000x 7,2 = 324.000Btu/h
Flg. 5.17
PSICROMETRIA
67
Em toneladas de refrigeração:
~ = 27TR.
12.000
EXEMPLO 5.10
No mesmo problema, deseja-se agora uma umidade relativa de 60% no ar aquecido. Quanto de umidade
deveser adicionado por libra de ar fornecido, e quanto calor será necessário para produzir essa evaporação
(porlibra de ar seco)?
Solução
Para obter uma umidade relat iva de 60% no ar aquecido, nos termos do exemplo 5.8 , deveremos ter
umaumidade absoluta de V h 3 = 0,0094lb devaporl lb de ar seco (Fig. 5 .18).
Como temos
VOh l= 0,0034Ib de vaporllb de ar seco, teremos que fornecer
b.Voh, = 0,0094 - 0,0034 = 0,006 Ibde água /lbde ar seco .
Mas, 0,006 Ib de água por 1 Ib de ar seco correspondem a 42 grãos ' de umidade /lb de ar seCo(Fig.
5.19).
Desta forma, necessi tamos de C = 0,3 Btu Ibde ar seco para evaporar a umidade. Este valor é obtido
nacarta psicrométrica (Fig. 3 .4), entrando-se com o valor 42 grãos de umidadellb de ar seco e com 0,006
lbde águallb de ar seco, e a curva de umidade relat iva é igual a 60%.
EXERClclO 5.11
Pretende-se resfriar o ar, na pressão atmosférica, de modo que a temperatura de bulbo seco T,
(86 F)baixe para T, = 23,9 C(75 F).
Nas condições iniciais, a temperatura de bulbo úmido é de Tu = 22,8 C(73 F).
Achar, pela carta psicrométrica da Carrier:
= 3O C
a ) a umidad e a bs olut a e a rel at iv a a ntes e d epo is do resf ri amen to j
b ) a t empe ra tu ra do ponto d e o rva lho antes e d epo is do res fr iamento;
c) a t empe ra tura d e bulbo úmido do a r resf ri ado;
d) o vol ume especí fi co do ar ant es e depoi s do aqueciment o (baseado em 1 libr a de ar seco);
e) usando a carta de Trane e vendo que a pressão de vapor d'água saturado a 20 C (68 F) é de 0,69 de
mer cúri o ( 17, 8 mm de mercúri o) , qual ser á a pressão parci al de vapor nas condições fi nais, i st o é, sem
saturação?
Solução
São dados:
Estado iniciall
T,; = 3O C(86 F)
Tu; = 22,8 C (73 F)
Como res fr iamento, o bteremos o e st ado f in al 2
T I = 23,9 C (75 F)
0,0094
0,0034
70°F
Fig. 5.18
~
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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68 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
GRÃOS
DEUMIDADE POR RbDE
AR SECO
0 006 11>DE Á GUA/tI> DE
AR SEGO
~ DE ÁGUA POR 1 1>DE
AR SECO
Flg. 5.19
a) Umidade absoluta antes do res fr iamento Uob'.
Pela carta psicrométrica da Carrier , ,achamos à d irei ta a umidade absoluta ou espec íf ica U.b,. = 0,0146
lb de umidade por lb de ar seco.
Achamos também a umi dade r elati va antes do resf riamento, pela curva de UR que passa pel o ponto
p,
Uni.
= 55%
Depois do resfriamento, chegamos ao estado 2. (Fig. 5.21).
Com os valores
T,
= 23,9'C (75 'F ) e
U.b,
= 0,0146 Ib de umidade/ lb de ar seco, de te rminamos o
ponto M,pelo qual passa a curva de UR de 7S%. Portanto, a
U 1z
= 7S%.
b)
Ponto de orvalho
Com o valor
Uob'.
= 0,0146 lb de unidadenb de ar seco e seguindo horizontalmente, encontramos
para o
ponto de orvalho
o valor 67,S'F = 19,5'C
c)
Temperatura de bulbo úmido apóso resfriamento
(Fig. 5.22)
Ent rando na car ta com os va lo res T, = 75'F e UnI = 7S%, obtemos,à esquerda, a temperatura
do bulbo úmido.
T.
= 69,5'F= 20,S'C
II
~ I
li
d)
Volume especlfico de ar
(tomando como base Ilb de ar seco), antes e depois do resfriamento. (Fig. 5.23).
Pelo ponto
P,
já achado na Fig. 5.20 (condições iniciais), passa a reta inclinada correspondente a
14,OSpés3nb. . '
Pelo ponto M correspondente ao ar resfriado, passa a reta inclinada de 13,56pésflb.
e) Conhecemos o valor da pressão de vapor de água saturada a 2O'C(6S'F)
Pu
e que é de 0,69 polHg
(17,6 mmHg). Trata-se de determinar a pressão parcial do vapor d'água quan doa umidade relativa do
ar for de 7S% e não de 100%, como ocorre quando o ar se acha sa turado de umidade . Queremos ,
pois, obter
Pua2.
A umidade relat iva sendo 7S%, podemos esc reve r:
~I
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0,0146
8&°'
t300CI
Flg. 5.20
-
PSICROMETRIA
69{
,
(
0,0146
75°'
23 90CI
75°,.
(U,90CI
flg. 5.21
Flg. 5.22
\
U I =
Pu8/.a 6S'F
P
u8/ . 'ur .d. a 6S'F
= 0,7S.
Mas,
PU8 l. sBu ra do = 0 ,6 9
Logo,
PU8/.= O,7Sx 0,69 = 0,53SpolHg = 13;6mmHg.
EXEMPLO.U (
Considerando o exemplo 5.11, deseja-se saber qual a quantidade de calor que deverá ser extraída quando
ascondiçõesiniciaisforem T = 3O'C(S6'F)e T. = 22,S'C (73'F), para que seobtenha a condição
T
=
23,90{'
(75'F).
Solução
Entrando na carta com osvalores T = S6'Fe
T.
= 73'F, obtemos o ponto
P,
correspondendo a um
umidaderelativa
UnI
= 55%. (Fig. 5 .24).
Por
P
traçamos ~ma horizontal até encontrarmos a vertical a partir de T,
= 75'Fem M. ,
Seguindo as linhas inclinadas, que passam por
P
e M respectivamente, obtemos, na escala da entalpia
desaturação, as quantidades de calor
\
C'I = 36,7Btuf lb de arseco
C'2 = 33,SBtuflbde arseco
)
1
I
8S0,
FIg.5.23
Flg.5.14
\
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 43/210
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70
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
A quantid ade de c al or C extra ída co rr esponde à vari aç ão de enta lp ia E
C
= E = C'l
-
C,z= 36,7
-
33,8 = 2,9 Btullbde arseco.
A quanti dade de c alo r to ta l re ti ra do C ,pode se r c al cu lada t ambém pela f órmu la :
I C, = 4,5xQxE I I~
sendo
C,
Q
E,
=
' a quantidade ~I de calor removido dorecinto em uma hora (Btu/h);
= a vazão de arinsuflado em cfm para seobter Tq
= 23,9 C(75'F);
= entalpia por lbde arseco.
Suponhamos, por exemplo, que desejemos remover C, = 162.000 Btulh do recinto, nas condições do
problema.O volumede ar a insuflarserá
162.000 = 124.610 cfm.
4,5x E
Se divid irmos C,por 12.000 obteremos o número de toneladas de ref rigeração cor respondentes à quant idade
de calor que pre tendemos remover
162.000
-......
12.000
13,5TR.
EXEMPLO 5.13
Consideremos o 'mesmo problema do exemplo 5.11. Desejamos uma umidade relat iva não de 78% no
ar resfriado, mas de 60%.
Solução
Para termos uma umidade relativa de 60% com
UQb = 0,0112 lb Hp por T, = 75'F. (Fig. 5.25).
Temos, então:
= 75'F, deveremoster uma umidade absolutade
U.b 3
= 0,0112lbH20/lbde ar seco
Uabq = O,Ol46lb Hpl lb de ar seco
Variação de umidade absoluta:
U.b, = 0 ,0146
-
0,0112 = 0,0035 Ib Hpllb de ar seco.
A este va lo r U.b, corresponde, na escala de g rãos de umidade por Ib de ar seco , o va lo r de 25 grãos
de umidade por Ibde ar secoe que devem ser removidos.
Entrando no gráfico da Carrier, indicado na Fig. 5.26, com o valor 0,0035Ib HzO/lb de ar seco, vamos
a té a curva de 60% de U,de obteremos o ponto N.
A curva que fornece Btullb e passa por N corresponde a 0,18 Btullb de ar seco.
,I
;til'
Ji;
Irt
J
ItJ
Fig. 5.25
0,0146 1b 20 POR '11 DE A R SECO
0 ,0112 111 20 POR . .t il DEAR SECO
75.1'
PSICROMETRIA
71
OEAR
SECO
O,0035RI I DEÁGUA/ lb DE AR SECO
Ib DE
ÁGUA
POR 111DE AR SECO
Fig. 5.26
EXEMPLO 5.14
O total de calor sens ível l iberado em um rec into é de 130.000Btulh. A temperatura de bulbo seco
do inter ior é de 86'F (3Ü C), e a do ar de insuflamento é de 68'F (20'C) . Qual a quantidade de ar que
deverá ser insuflada pelo ventilador para remover o calor à medida que o mesmo for sendo liberado?
Solução
A quantidade de ar a ser insuflado é calculada pela fórmula 5.18.
Q = c,
20,10
(li
- I ,) (m3/min)
sendo,
C, = a quantidade dt; calor sensível a ser removida;
'I = a tempera tu ra do a r no r ec int o (,C);
I, = a temperatur a do ar exterior (,C);
Q = a vazão de ar (mcm, met ros cúbicos por minu to) .
Podemos também calcular em unidades inglesas pela fórmula 5.17
C
Q
= '
(cfm)
1,08 (ti - I,)
sendo 'i e I, expressos em 'F; Q em cfm e C, em Btulh
Apl icando, por exemplo , a expressão 5.17, t eremos :
Q =
130.000
1,08 (86 - 68)
= 6.686cfm
EXEMPLO 5.15
A quantidade de ar que pode ser insuflada por uma instalação de ventilação em um recinto ,é de 6.500
c fm.O in te ri or d eve se r mant ido a 80'F ( 27 C) e o a r pene tr a nele com a tempera tu ra de 6Ü F (15,6 C).
Qual a quantidade de calor que
po
ser absorvida pela circulação do ar?
Solução
A quanti dade de c al or s en sív el a s er rem.ov id a pe lo ar pode s er c alc ula da pel a f ónnu la 5 .17.
C, = 1,08Q(li
-
I,) = 1,08x 6.500(80- 60) = 140.400Btulh
EXEMPLO 5.16
Qual a quantidade de calor total que pode ser removida de um recinto insuflando-se ar, sabendo-se
queo volume de ar insuflado é de 15.000cfm.
Q = 15.000 cfm
As condições do rec in to são:
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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'
72
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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I
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6
Ventilação Geral Diluidora Obtida
Mecanicamente
-
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,
~
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)
(
(
\
É usada quando a ventilação natural não possuir condições de confiabilidade e eficiência para atender (
àvazão,temperatura e umidade desejadas.
6 .1 INSUFLAÇÃO MECÂNICA E EXAUSTÃO NATURAL
Nesta modalidade de venti lação geral diluidora, um ou mais venti ladores enviam ar exterior para o
(
interiordo recinto. Como a pressão
p,
no recinto se torna maior que a pressão exterior
P..
o ar insuflado
saipor outras aberturas existentes, produzindo os efeitos desejados de diluição dos contaminantes, de ~aixa-
mento,de temperatura e de arejamento. '
A insuflação mecânica permite um bom controle da incidência do ar e um melhor controle da pureza
doar insuflado do que no caso da venti lação natural . Usa-se, também, quando é necessário impedir que (
oarcontaminado de um outro recinto penetre naquele que se está pretendendo ventilar.
Na insuflação ou ventilação por insuflamento, como foi dito acima, estabelece-se no recinto uma pressão (
p,maiorque a do ambiente exterior p Deve-se portanto verificar inicialmente a necessidade e a conveniência
(
demanter a pressão do ambiente acima da pressão externa ou dos ambientes adjacentes, pois o ar expelido,
poderáser deslocado para um outro recinto no qual não se possa admitir o ar nas condições com que sai
dolocalventilado. (
Deve-se localizar a abertura de admissão de ar para o venti lador numa plirede, a fim de que a tomada f
dearse efetue livremente. Quando for necessário fazer-se uma tomada de ar em local afastado, deve-se ~
instalarum duto ou plenum até o venti lador, ou do venti lador até o recinto. É necessário, em qualquer
caso,garantir um fluxo de ar adequado, livre de concentração anormal de agentes contaminantes externos, (
(
(
(
(
\
'\
~
(
- Temp.bulboseco = 82'F
- Temp.bulboúmido= 68'F
e a s cond ições do a r in su fla do s ão:
I
I~
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li
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,
~i'
Ili
I:
- Temp.bulboseco = 54'F
- Temp.bulboúmido = 43'F
VENTILADOR AXIAL
~
.~:~~~~
Alh,not iwo te)
Solução
Pela car ta psi cromét ri ca , t emos nas escalas inc linadas que dão a entalpia de saturação (ca lor tot al ):
- para as condições do rec in to (82 'F e 68'F) : entalpia
= 37,5Btullb
-
para as condições do ar insuflado: entalpia
= 17,2Btullb
A var ia ção de en ta lp ia do a r de in suf lamento s er á
E
= 37,5- 17,2 = 20,3Btullbde arseco,
'.
O cal or to tal ( pa ra os 15 .000 cfm de a r) se ca lcu la pela fó rmul a 5 .20
c,
= 4,5' Q . E
ouseja, \
, = 4,5 x 15.000x 20,3= 1.370.250Btulh.
Para t ermos o númer o de tonel adas de r ef ri ger aç ão, dever emos di vid ir e ss e va lo r por 12 .000 :
1.370.250
=
114TR.
12.000
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p,
1II ão
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P, > P.
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AIt.rnativa A}
i'Ig. 6.1 Insuflaçâo mecânica e exaustâo natural.
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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74
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Nas aberturas para tomada de ar exterior deve-se garantir a impossibilidade de penetração de corpos
estranhos e animais, por meio de telas, e de água de chuva, construindo platibandas, marquises etc.
Prevê-se, quando necessário, a instalação de filtros adequados para a tomada de ar exterior, escolhidos
em função das condições estabelecidas para o ambiente.
Na Fig. 6.1 vemos duas alternativas para remoção do ar insuflado no recinto:
a) existem janelas na direção do fluxo do ar incidente, de modo que ocorre uma exaustão favorável
da camada de ar quente superior no recinto;
b) não há possibil idade de se colocarem aberturas nas ou tras paredes, de modo que a sa ída do ar se
fará por abertura em nível inferior ao do ventilador,
6 .2 INSUFLAÇÃO NATt, lRAL E EXAUSTÃO MECÃNICA
Um ou mais exaustores (ventiladores axiais, por exemplo) removem o ar do recinto para o exterior,
A pressão no interior baixando devido a essa exaustão, estabelece-se através de aberturas um fluxo de ar
do exterior para o interior do recinto, e deste para o exterior, e portanto a pressão externa P. será maior
que a interna p no recinto.
Isto evita que o ar contaminado do ambiente em questão passe para recintos vizinhos mas permite
que , eventua lmente , ocorra o contrár io .
Embo ra em ge ral se ja de menor cust o que a i ns ufl aç ão mecâni ca , e ss e si st ema não pe rmit e um contr ole
adequado da qual id ade do a r que pene tr a no r eci nt o, sa lvo s e f or em ut il iz ados f ilt ro s nas entr adas de a r.
Usa- se es se método na ven ti la ção de sanit ár io s, d e coz inha s, a lém, nat ura lmen te , n a de muito s r eci nt os
indus tr ia is onde não há poluentes em grau de toxidez inace it ável .
Na ven ti la ção por exau stã o, c omo d is semos a cima , es ta be le ce -s e no re ci nto benef ic ia do uma pr ess ão
menor que a do amb ient e ex te rio r. Deve- se pr evi amen te ve rifi car s e há conveni ência ou mesmo nec es si dade
de manter a pressão do ambiente abaixo da pressão externa ou dos ambientes adjacentes. A tendência é
de que o a r dos compa rtimen to s vi zi nho s ent re no re cin to pela s po rta s ao s er em a s mesmas abe rta s.
J:. recomendável verificar a possibilidade de a admissão de ar efetuar-se livremente no ambiente através
de portas e janelas, e isto, naturalmente, quando o ar exterior não for contaminado. Devem-se prever,
se necessár io , aberturas de admissão de ar em paredes externas, a f im de que a tomada de ar se efe tue
livremente e o mesmo possa ser filtrado, se poluído oli contaminado. Quando for necessária uma canalização
de ar, executa-se a mesma através de dutos, poços ou
plenum
até o exaustor. Em qualquer caso, deverá
ser garantido o fluxo de ar necessário, livre de concentração anormal de agentes contaminantes externos.
No caso de aberturas, deve-se garantir a impossibilidade de penetração de corpos estranhos, insetos e água
de chuva.
Pode ser necessár ia mais de uma abertura de admissão do ar, o que depende da maneira como as
mesas de trabalho ou os equipamentos se distribuem no recinto.
Deve-se prever a instalação de fil tros adequados para a tomada de ar exterior, escolhidos em função
das condições estabelecidas para o ambiente.
No caso de o ventilador exaustor ser do tipo axial, deverá ser localizado na parede oposta à de admissão
de ar e em níve lo mais a lto possíve l em relação ao p iso . Quando não for poss íve l a ut il ização da parede
oposta à da admissão do ar, deve-se considerar a utilização de redes de dutos.
A Fig.6.3 mostra umventilador de cobertura no qual o motor ficaisolado do ar removido e é venti lado
pelo ar exterior. É da Loren Cook Company, Ohio, USA. A NEU Aerodinâmica, Ind. Com. Ltda. , fabrica
um exaustor de telhado sob o nome de Extractair Centrifugo em capacidades de 1.000a 14.000mJ/h e pressão
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Flg. 6.2 Insuflação natural e exaustão
mecânica.
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..~.'
r-
VENTILAÇÃO GERAL DlLUIDORA OBTIDA MECANICAMENTE 75
Motorexternamente à correntede ar
Sardatipoventurl favorece o
escoamento de dentroparafora
Suprimento de arparao motor
Sustentação do motorformada
por amortecedores o ar da ventilação do motor
é Induzidoa sair
Roíorde ventilador para
pressões moderadas
Tubo de suporte
Flg. 6.3 Venti lador de exaustão para cobertura
-
TheLorenCook Company
-
Berea, Ohio, USA.
de70mm ca. A GEMA os fabr ica para vazões de 70 mJ /min a 250 mJ/min em pol iéster reforçado com
fibradevidro (PRFV). A STRINGAL Equipamentos e Revestimentos Industriais LIda. fabrica o ventilador
detelhado VTS para até 228 m3/min.
6.3 INSUFLAÇÃO E EXAUST ÃO MECÂNICAS
Neste caso, há ventiladores que insuflam o ar e ventiladores que removem o ar do recinto, quer sejam
colocados d ir etamen te no r ec in to, que r s ej a a tu ando at ra vés de si st emas de du to s.
Consegue-se, assim, uma ventilação mais controlável tanto em relação à qualidade do ar que entra,
quanto à dis tr ibuição do mesmo no rec in to .
Tra ta -se, por tanto, de um sis tema mis to de venti lação, que uti li za a combinação de venti lação por insuf la -
mento e por exaustão.
Quando ocor re pass agem d ir et a do a r de uma aber tu ra de admis são par a a sa íd a, c au sando a es ta gna ção
do ar em parte do ambiente ventilado, diz-se que ocorre curt o c ir cu it o de ar. O sis tema mis to consegue,
quando bem proje tado, evi ta r essa c irculação paras it a do ar.
Tra tando-se de um sis tema mais dispendioso que os anter iores, o s is tema mis to , evidentemente , só deverá
ser adotado quando a venti lação não puder ser resolvida sat is fa tori amente por um deles i so ladamente.
A Fig . 6 .5 apresenta indicações da ACGIH quanto a local izações inadequadas e adequadas dos venti ladores,
p ara d iv ers as h ipóte se s com r ela ção à entr ada de a r no r eci nt o. Vê-s e que a u tili za ção de uma câma ra g rande
com ampla área de saída para o ar atende a condições mais favoráveis, conquanto seja de maior custo.
Pode-se, escolhendo adequadamente os ventiladores, conseguir que a pressão no recinto seja maior,
i gua l ou menor que a r ei nante no exte ri or .
Na Fig . 6 .6 percebem-se s ituações sat is fa tóri as e s ituações insat is fa tóri as devido â formação de regiões
mor tas , i sto é , de est agnação.
A i ns tal aç ão de i ns ufl aç ão e exau stã o mecâni ca s em sua fo rma mais comple ta pode pe rmit ir a capta ção
doar em local não-poluído, realizar a filtragem do mesmo, caso necessário, e realizar o insuflamento
em
bocas di spos tas convenientemente ao longo de um ou mais dutos (Fig. 6 .7).
O ar contaminado no rec in to poderá ser l ançado no exter ior l ivremente, em cer tos casos , por venti ladores
p,
p,
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. . . CI ~..~ ~-- ;.- ~ .~; :- . ..~. ; :I~
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Flg. 6.4 Insuflação e exaustão mecâni-
cas.
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 46/210
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16
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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\.. '- 'l<?
Entrada de ar
regular
Ent ra da de a r
deficiente
Qít} u~
ntrada de ar
deficiente
Entrada de ar
regular
(
800 ent rada
de ar
~-
o
00 ent rada
de ar
LOCAlI ZACÕES INADEQUADAS PARA OS VENTILADORES
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O
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Melhor entrada
de ar
Melhor entrada
de ar
800 entrada
de ar
Melhor e.austôa
local
LOCALIZAÇÕES ADEQUADASPARA OS VENTILADORES
Fig. 6.5 Indicações quanto à localização dos ventiladores segundo a ACGIH, para ventilação diluidora.
nas paredes ou no teto, e, se necessário, deverá ser tratado , isto é, despoluído. antes de descarregado
na atmosfera.
Chamemos de Q'nl a vazão de ar que ent ra ins\ lf lado. e de Q..ldna vazão de ar exaur ido. A pressão
p, no recinto dependerá da relação entre Q.., e Q ,ldu'Assim, se
':11
Qr
>
QJaitla
Qenf =
Qsalda
Qen,
<
QJalda
p,
>
Pm
p, = Pm
p, < Pm
sendo Pm a pressão reinante no exter ior
11.11
Em muitos casos se considera
Q,n'
= 1,15
Q..ldn
~
AR INSUFLADO
17 ( i
(
(
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA OBTIDA MECANICAMENTE
AR INSUFLADO
.0 U E NT E FRIO
Alimentação de
baixo
por im
[nlJ
111
Transversalmente
porcimae saído
parede oposta
Lateralmente
])
' '\Vt ~ZON.
J
\ I' ~' ' \
-
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Teto com
g ra de to ta l
Transversalmente
Aerofuse
(Anemostoto)
E .ous tôo pelo
teto
Conduçõo de
cimo poro cimo
lateralmente
Alimentoçõo de
cimo parobaixo
m
[U]
Transversol
direta
Entrado lateral
por cimoe saída
por baixo
Jf)\'\'\'\
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Pelo t et o com
aerofuse de
entrado e retorno
FIg.6.6 Alternativas de insuf]ação de ar em um recinto.
TOMADA
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COM
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lg.6.7 Ventilação geral diluidora completa (mista).
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78
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
6.4 VENTILAÇÃO DE AMBIENTES NORMAIS
6.4.1 Natureza da questão
Existem, nas indústrias, locais onde não são instalados equipamentos industriais e onde não existem
substâncias poluidoras tóxicas, pois nos mesmos funcionam apenas escritórios, auditórios, restaurantes Ou
almoxarifados de produtos não-contaminantes. O único agente de contaminaçâo, nesses casos, é próprio
do homem, e, como se procura proporcionar condições favoráveis de trabalho ou até mesmo de lazer no
local, a ventilaçâo que realiza pelo menos em parte esse objetivo denomina-se
ventilação para conforto
Ou
ventilação ambiental.
Nos escri tórios das fábricas, por exemplo, o calor sensível irradiado pelo corpo humano, os odores
do corpo e a fumaça de cigarros podem estabelecer condições ambientais do maior desconforto para os
que trabalham naqueles ambientes. Pode-se pensar em duas soluções para o estabelecimento de condições
adequadas do meio ambiente de trabalho.
A pr imei ra solução é a
climatização do ar,
ou seja, a execução de uma instalação que renove e fil tre
o ar. forneça-o numa temperatura de conforto, realize o insuflamento com velocidade que não incomode
e corrija a umidade do ar. Estas exigências ou condições sãoatendidas, como já foimencionado, nas instalações
de
ar condicionado.
Não trataremos deste assunto especializado neste livro. Instalações de pequeno porte
em salas pequenas e isoladas se resolvem com pequenos ou médios cIimatizadores constituídos de unidades
compactas ou
self containers
com condensação a ar ou a água , e as ins ta lações de médio e grande portes
sãoda alçadade firmasespecializadas em ar condicionado. A Fig. 6.8mostra um
selfcontainer
ou condicionador
de ar t ipo gabinete, da Hitachi - Line Industria Elétrica S.A. Os modelos com condensação a ar vão de .
14.200kcal/h até 39.900kcallh, e os de condensação a água vão de 15.800kcal/h até 61.800kcallh.
Unidades similares são fabricadas no Brasil pela LUWA Climatécnica; Arbrás - Engenharia de Condicio-
namento de Ar; Coldex-Trane, Carrier, Sulzer, Philco, Springer, Brastemp e outras no ramo.
O gabinete pode insuflar o ar diretamente no recinto ou através de uma rede de dutos (Fig. 6.8a).
A segunda solução resolve apenas em parte as exigências do conforto térmico, utilizando a ventilação
para reduzir a temperatura ambiente, movimentar o ar no recinto, reduzir em parte a umidade e remover
fumaça de cigarro e odores conseqüentes do suor. Não viabiliza uma redução na temperatura e uma correção
da umidade do ar ,no modo e no grau como o consegue fazer uma insta lação,de ar condicionado , mas
pode ser a maneira de, economicamente, estabelecer condições ambientais de trabalho razoáveis. Alguns
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Flg. 6.8 Condiciona dor de ar tipo gabinete , com COD '
d en sa ção a águ a, d a H ita ch i. ( I) S aí da d o a r cQndi ci o-
nado - a direção de saída do ar pode ser regulada.
horizontal ou verticalmente pelo s imples posicionameD'
t o d as v en ez ia na s d ir ec io na is . ( 2) T ampa do compa ro
t imen to d o v en ti la do r - P od e s er fa ci lmen te r emov id a.
(3) Gradil de entrada do ar - Pode s er f ac ilmente
removido. (4) Tampa do painel de controle - De fácil
acessoao painel de controle. proporcionado pelo fecho
magnético. .
( 5) Tampa do compart imento inf er io r
-
pode s er f ac il '
mente removida. retirando-se os parafusos da parte u.
perior da tampa. facilitando o serviço de manutençao.
(6)Câmarade condicionamentodo ar
-
Totalmente
isolada térmica e acusticamente. (7) Abertura para
T
ada do ar exter ior - Podeser instaladaa tomaa ,
de ar exterior. tanto pelo lado esquerdo ou direitodo
gabinete. (8)Painéis laterais.
:i
- ~
'.
,.--~
5
-'
........ . ,
VENTILAÇÃO GERAL DlLUlDORA OBTIDA MECANICAMENTE
79
Flg . 6 .8a Condicionador compacto com duto (sugestão da
Hitachi).
autores a des ignam como ins ta lação para controle do calor . Conforme as c ircuns tânc ias, pode-se rea li zá-Ia
po r um ou mai s de um dos pr oce sso s de ven til ação por d ilu ição que a cabamos de examinar.
6.4.2 Condiçõesa serem atendidas
Na venti lação de ambientes normais ou onde se possam concentrar muitas pessoas (auditórios, salas
dereunião, salas de projeto, de contabilidade etc.) devem-se considerar os contaminantes produzidos pelo
homeme as exigências de conforto impostas pelo mésmo.
Oscontaminantes humanos se reduzem a:
-
odores;
-
fumaçade cigarros;
- CO2 exala do dos pulmões pela re spi ra ção ( ce rca de 0 ,02
m3/h
por pessoa).
I I
\
\ I
\ ~D I
'\I-C -
. r-..,.
..........................
j-........
t-- -:..f..- --
/,B -:;;:-
,..-A I --I---
40
o
o
300 400 560 600 700
PÉs CÚBICOSDE ESPAÇO POR PESSOA
FIg.6.9 Volume de ar exterior/minlpessoa em função da quota de volume de recinto por pessoa.
'
20000
800 900 1000
i
ao:
o
Ao
'
o
.
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36
ao:
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32
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16
3
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4
ID
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J3
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 48/210
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1.1
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80
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
-k
Tabela 6.2 Renovações de ar recomendadas
l
Poroutro lado, para a realização do metabolismo, o homem tem necessidade de consumir, pela respiração
cerca de 0,025 m3de oxigênio por hora, o qual é fornecido pelo ar que se faz passar pelo interior do recinto.'
O gráfico da Fig. 6 .9 , publicado no
Industrial Ventilation
13' edição, 1974, apresenta as demandas de
ar de diluição, istoé, o volume do recinto correspondente a cada pessoa (pé3/pessoa).
- A curva
A
indica o volume de ar de que cada pessoa necessita para obter o oxigênioindispensável.
- A curva
B
mostra o ar necessário para evitar que a concentração de COz no ambiente ultrapasse
0,06%.
- A curva C revela o ar necessário para remover odores do corpo de adultos sedentários.
- A curva D representa os mesmos dados da curva C aumentados de 50% para prever uma atividade
física moderada.
Recinto a ser ventilado
Duração em minutos de
cada renovação de ar
Renovações de
ar por hOl 'd
Auditórios
Salas de conferência
Restaurantes
Escritórios
Oficinas-
Cozinhas
Fundiçócs
Casas de caldeira
Sanitários
6-3
2,4-1.7
10-3
10-3
7,5-5
3-2
12-3
3-2
7.5-3
10-20
25-35
6-20
6-20-
8-12
20-30
5-20
20-30
8-20
(
(
(
(
Ob a do: O. valoresmais elevadosconstantesdesta tabela aplicam-sea
casosemclimasquentese ondehajafumaçadecigarros.
Tabela 6.1 Necessidade de ar externo para diluição
de odores corporais
Tabela 6.3 Renovações de ar recomendadas
(American Society of Heating and Air Conditioning
Engineering, Guide and Date Book)
olume de espaço
m'/pessoa
Suprimento de ar
exterior m'/minlpessoa
Tipo de ocupante
Adultos sedentários
Adultos sedentários
Adultos sedentários
Adultos sedentários
Recinto a ser ventilado
Renovações p/h
CFM p/pessoa
2,8
5,6
8,4
14.0
0.70
0,45
0,34
0,19
Escritórios
Salas de conferência
Pequenas oficinas
Salas de depósito
Cozinhas
Garagens
Equipamentos mecânicos
Fundições
Pinturas e polimentos
Restaurantes
Sanitários
6-20
25-30
8-12
2-15
10-30
6-30
8-12
5-20
18-22
6-20
8-20
10
.40
EXEMPLO 6.1
Qual deverá ser o suprimento de ar para diluição de odores corporais em uma sala onde se encontram
15pessoas adultas sentadas, trabalhando? A sala mede 5 m x 8,4 m x 3 m. Usar a Tabela 6.1 .
'1
'
.
I
jjí'
.
'
U
Solução:
Volume da sala: 5 x 8,4 x 3 = 126 m3
Taxa de ocupação: 126.;- 15 = 8,4m3/pessoa
Exigência de suprimento: aproximadamente
0,34 m3/minlpessoa x 15pessoas = 5,1 m3/min
= 180cfm
Tabe la 6 .4 Pad rõ es d e ve nt il aç ão g eral , segundo o
Handbook of Air Condilioning
System Design da Ca rr ier Ai r Cond it ion ing Co.
EXEMPLO 6 .2
Um reci nt o mede 5 m x 12 m x 3 m e nele tr abalham, em r egime de ati vi dade moder ada, 12 pessoas.
Cal cul ar o sup rimen to d e ar pa rá remover odores e ev en tu ai s fumaça s de cigar ro .
: \.
Solução:
Usaremosa curvaD do gráficoda Fig.6.9.
Volume de ar do recinto: V
=
5 x 12 x 3
=
180m3
=
6.354 cf.
Volume de recinto por pessoa: 6.354 .;-12
= 525cfm.
Com este valor, vemos pela curva D da Fig. 6 .9 que serão necessários 10cfm por pessoa, portanto,
um tot al de 10 x (12 pessoas)
=
120 cfm de ar exterio r.
;
I
li
i:
,I,
i,
~\
Jtl
6.4.3 Ventilaçãode ambientes normais, compoucas pessoas
No caso de ambientes normais, com poucas J;lessoasno recinto, onde a ventilação visa apenas ao conforto,
podemos, além do emprego dos gráficos da Fig. 6.9e da Tabela 6.1, vale~-nosdos seguintes critérios:
a ) usa r t abelas que indiquem o número de renovações completas de ar áo recinto por /tora (Tabelas
6.2 e 6.3);
b) usar uma tabe la que forneça o número de m3fhou cfm por pessoa , de modo a remover odores
e.fumaça (Tabelas 6.4e 6.5).
As tabelas se referem a vazões tais que a velocidade de escoamento no recinto não seja muito pequena
(d~ve ser > 1,5m/min), nem excessiva (deve ser < 10m/min) a fimde não provocar desconforto nos ocupantes
do local.
Tabela 6 .5 Ar externo necessá rio,
segundo o A SHRA E Han db oo k
olFundamentals 1972
A r e xfer no n ec es sá rio e m mJ/h
por pessoa
EXEMPLO 6 .3
Par a o caso do Exemplo 6.2, admit amos que se trata de tr abal ho moderado e o local seja uma oficina.
Suponh amos 10 renova çõ es por ho ra (of ic ina ), p or tan to com du ra ção d e 6 minutos c ad a (Tabe la 6 .2 ):
6.354 cf x 10
=
63.540 cflhora
ou 63.540 . ;- /60
=
1.059 cfm = 30 m3/min.
Porpessoa
Não fumando
Fumando
Preferível Mínimo
13
68
8
42
...1000..-
Vazão por pessoa
Recomendado
Mínimo
m3/h
m'/h
CFM por pé2
Utilização Fumo CFM
CFM
de piso
Salas de diretoria
Excessivo 50
85
30 51
-
Salas de reuniões
Excessivo
50
8S
30 51
1,25
Escrit. públicos
Algum
15
25,5
10
17
-
Escrit. privativos
Nenhum 25
12,5
15
25,5 0,25
Escrit. privativos Considerável
30 51 25 42,5 0,25Corredores
- - - - -
0,25
Restaurante,refeitório
Considerável
15
25,5
12
20,4
-
Coz. de restaurantes
-
-
- -
-
4,0
Laboratórios
Algum
20
34
15
25,S
-
Garagens
-
-
- - -
1,0
Fábricas (geral)
Nenhum
10
17
7,5
13
0,10
Sanitários (exaustão)
-
-
- - -
2,0
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 49/210
82
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Vê-se que o va lo r obt ido usando a curva D da Fig. 6.9 é muito menor que o obtido com a Tabela
6.2, que especifica a finalidade do recinto.
Na dúvida sobre as porcentagens de fumantes e não-fumantes, costuma-se adotar 50 m31hpor pessoa
no caso de auditório e salões de conferência.
EXEMPLO 6.4
Deseja-se realizar uma instalação de ventilação com exaustão mecãnica (ventilação induzida) em uma
sala de uma indústria onde trabalham 22 funcionários (escritório, sala de contabilidade, por exemplo).
A sala mede 20 m x 8 m x 3,50 m (pé direito = 3,50 m ).
A entrada do ar se faz por ja nelas amplas em uma das extremidades. A r emoção do ar se fará COm
dois venti ladores axiais na parede oposta. Determinar a vazão necessária à obtenção de um razoável nível
de conforto.
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~W ~I
20.00m
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PLANTA
-
-
==T0'30m
~.20m
ORTE
A-A
Flg. 6.10 Sala
com ventilação por exaustão mecãnica.
Suponhamos que 40% das pessoas fumem.
1 p roc ess o: B as ea do n o nú me ro d e r eno vaç ões p or h ora
Volume dorecinto: V
=
20x 8x 3,50 = 560m3
Pelas Tabelas6.2 e 6.3, encontramos,paraescritórios,6 a 20renovaçõespor hora. Adotemoso valor
10.
Volume de ar necessário em cada hora:
Q = 560 x 10
=
5.600 m3/h
A seção livre de passagem do ar nasala, considerando vigas de30em de altura, será:
S = 8 ~ x 3,20 = 25,6m2
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA OBTIDA M~CANICAMENn:
H \
A velocidade média
aproximada
de e scoamen to ao longo da sa la s erá :
v = Q
s
5600
25,6
= 218,7 mlh ou3,64 m/min
Como a velocidade ambiente está compreendida entre os valores 1,5 e 10m/minopodemos considerar
avazão aceitável.
A vazão em m3/min será:
5.600 + 60
= 93,3m3/min
Usando dois venti ladores, cada um deverá ter capacidade deordem de 50mJ/min. O,catálogo da Metalúrgica
Venti S ilva Ltda., por exemp lo , i nd ica venti lado r axi al Mod. E 40 T6P, com
Q
= 55 m.l /min, pressão estát ica
7mmHp, diâm. 400 mm, motor trifásico 220/380 V ou monofásico 110/220 V, N = 1/4 HP.
7:Processo: Baseado no número de m l h por pessoa
Pela Tabela 6.5, t emos:
Não-fumantes:
Fumantes:
0,60 x 22 p essoas x 13m)/h = 171,6 m)h
0,40 x 22 p essoas x 68 m )/h = 598,4 mJ/h
TOTAL = 770,0m3/h
j'
Ve locidade de e scoamento ao longo da sa la
770 (m3/h) = 30 m/h , ou 0 ,5 m/m in
=
25,6(mZ)
Com a vazão ob tida pelo 2. p roces so , te rí amos uma vel oci dade de ar mui to r eduz ida no reci nt o.
Podemos usa r as r ecomendações da NB-IO/1978 da ABNT ind ic adas na Tabela 6. 6, par a de te rm inação
davazão de ar necessária para a venti lação.
Tabel a 6 .6 Vazão de ar necess ária par a a vent il aç ão
Quando se faz insuflamento de ar diretamente sobre os operários a fim de dissipar calor pelo aumento
~ evaporação e da convecção, pode-se chegar a temperaturas ambientes relativamente elevadas, como de
S'C~até 36.C, desde que a temperatura do termômetro de bulbo úmido não seja elevada. Recomenda-se,
todaVIa,rocurar que a temperatura do termômetro de bulbo seco no ambiente não seja maior que 27'C.
~,
o que entretanto, para determinados processos industriais, é inviável. Haverá portanto necessidade
Ins, flarar em temperaturas de 26 Ca 28 Cpara que haja um alíviotérmico considerâvel.
ATabela 6.9 apresenta valores da velocidade de ar aceitável conforme a nature~do trabalho realizado
peloperário. '
,,'-
: i
A
I 1111
L
SALA I
= t 20 mZ
:
<
;
.,
-
-
\. 4liI'o.........,.,....;,;>,,;i . ,...a
-; . -.
;,
\:
m'/pessoalh
Porcentagem de
Local
Recomendável
Mínima
pessoas fumando
Escritórios
25
17
Baixa
Escritórios
50
25
Grande
Sala de diretores
85
50
Muito grande
Restaurante
25.35
20
Considerável
Salas de reunião
85
50
Muito grande
Salas de reunião
35
25
Baixa
Salas de aula
50
40
Nenhuma
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84
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 6.7 Vazão de ventilação geral por área do piso
Ventilação
Tipo de local ou processo
Indústrias em geral que não contenham fontes emissoras
de poluentes tóxicos, irritantes, inflamáveis ou explosivos
Armazéns ventilados
Ginásios
Salas de banho e toaletes
Cargas de baterias
Pequenas oficinas mecãnicas
Grandes salas de jantar
Pequenas salas de jantar
Cozinhas espaçosas
Cozinhas de restaurantes (médias)
Pequenas cozinhas
Cabines para solda a arco voltaico
Cabines para jateamento de areia e spraymetálico (o opera-
dor deve usar proteção respiratória adequada)
(Pa1ty.F.. Imluslria{H}'giem:mdTo:ck g) .2.~edição.Intersciencepublishers.1967.)
pé'/minlpé'
pé'/hIpé'
60
I
1,5
3
2
3
1.5
2
2
4
10
50
100
60
90
180
120
180
90
120
120
240
600
3.000
6.000
Tabel a 6 .8 Troca s de ar pa ra venti la ção do ambien te
(Patty, F..
I1,dusrrialHygi<lle allClToxicology,
2.' edição, Interscience Publishers. 1967.)
Tabela 6,9 Movimentação de ar aceitável sobre o t rabalhador
(ACOIH, Industrial Ventilation)
I Velocidade do ar (pés/min)
Exposição contínua
Local com ar condicionado
Local de trabalho fixo comventilação geral
ou sopro sobre o local
Exposição intermitente
Pouca carga calórica e pouca atividade
Moderada carga calórica e atividade moderada
Forte carga calórica e grande atividade
50-75
75-125 (sentados)
1.000-2.000
2.000-3.000
3.000-4.000
,= .
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA OBTIDA MECANICAMENTE
8s(
~
6.4.4 Ambientes normais, comelevado número de pessoas
(
Algumas indús tr ia s possuem audit ór io s, s al as de confe rênci as , s al as de au la pa ra s eus empregados, de
plodo que, quando por motivos de ordem econômica não for viável uma instalação de ar condicionado,{
deve-seao menos dotar o recinto de uma instalação de venti lação, de modo a ser obtido um razoável grau
deconforto. Uma ins ta lação des ta natureza deverá resolver as questões referentes a:
a) eliminação da fumaça de cigar ro, cujos inconvenientes são reconhecidos pelos própr ios fumantes;
b) odoresdo corpodevidos ao suor provocadopelo calor numambiente de elevada temperaturae,
cujo elevado teor de umidade relativa dificulta a evaporação do suor da epiderme;
c) Calorsensívelliberado pelas pessoas. Este calor sensível eleva a temperatura do ar ambiente. Quanto'
ao calor sensível devido ao calor solar, a equipamentos, motores , lãmpadas etc., t rataremos mais
~~; I
d) calor Ia/ente liberado pelas pessoas com a evaporação do suor e que é responsáve l pe la e levação
da umidade do ambiente. ~
Os i tens a e b são a tend idos pe lo método descri to no i tem 6.4.3 . Vejamos como se calcu la a vazão
dearnecessária para manter a elevação da temperatura provocada pelo calor sensível conseqüente ao metabo,
lismodocorpo humano, dentro de limites aceitáveis, e como atenuar o efeito do calor latente.
O corpo humano libera calor para o ambiente. Essa quantidade de calor dissipado é expressa em Btulh.
oukca1lh .Devem-se procurar em tabelas apropriadas (p. ex. , a Tabela 6.10) os valores do calor sensível
edo calor latente, correspondentes à temperatura do recinto em consideração. I
Tabela 6.10 Calor l iberado por pessoa (Btulh. ). (Handbook of Air Condi tioning Sys tem Design, Carrier
Air Conditioning Company)
Oburvaç40: 1 Btulh = 0,252 kcallh
CJ = calor sensível
C, = calor latente
Usando uma conceituação simplificadae parcial, podemos caracterizar ometabolismo pelo teor de produçãL
decalorpelo corpo. Para que haja equil íbrio térmico, é necessário que o corpo perca calor, exatament~
segundoo teor com o qual o vaiproduzindo.
Chamemos de C, a quantidade de calor sensível e de C,a quantidade de calor latente, l iberados pelíl~
~~ I
.
A quantidade de calor a extrair do recinto corresponde à que foi proporcionada pelo calor sensív~1
Uberado.Se n é o número de pessoas presentes no recinto , a quantidade total de calor sensível a extrai.
será:
.-.
~
Trocas dear p/hora
N. de min/troca
Tipo de sala ouocupação
Baixa
Alta
Lenta
Rápida
Auditório e salas de reunióes
4
30
15
2
Padarias e confeitarias
10
60
6
1
Salas de máquinas e caldeiras
4
60
15
1
Corredores e ha/ls de espera
1
10
60
6
Fundições (ferrosos)
4
30
15
2
Fundições (não-ferrosos)
6
60
10
1
Garagem e estacionamentos
3
20
20
3
Oficinas mecânicas'
6
30
10
2
Cozinhas comerciais
10
60
6
1
Laboratórios
6
30
10
2
Lavanderia com passagem de roupa
10
120
6 0,5
com tábuas a vapor
Armazéns
2
15
30
4
Pequenas oficinas
3
20
20
3
Escritórios
2
30
30
2
Restaurantes
4
30
15
2
Residências
1
6
60
10
Lojas
6
20
tO
3
Salas de fumar
10 60 6 1
Banheiros e lavabos
10
30
6
2
Salas de espera
3
10
20
6
Lojas de ferragens
1
6
60
10
Temperatura do bulbo seco da sala ( 'C)
27,7'
26,7'
25,5' 23,9' 21,1'
Taxa
metabólica
(adultos
Aplicação C,
homens)
Atividade
típica
Btu/h
C,
C, C,
C, C,
C,
C,
C,
C,
Btulh
Sentado,
Salas d e aula 175
175
195 155 210 140
230
120
260
90 390
emrepouso
e conferência
Sentado,
Escola
180
220 195 205 215 185
240 160 275 125 450
trabalholeve
secundária
Empr.de
Escritório
180 270
200 250
215 235 245 205 285 165 475
escritórios
Trabalholeve Fábricas
190 560 220 530
245
505
295 455
365
385
800
combancada
(trabalhos
leves)
Andando,3
Fábricas 270 730 200 700 330 670 380 620 460 540 1.000
milhaslh
(trab.
Trabalho
pesado)
Fábricas
450 1.000 465 985
485 965 525
925 605 845
1.500
muitopesado
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86
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
I
C'T= n . C,
I I 6.1
I
A vazão de a r par a r emover o cal or s ens ível pode se r ca lculada pel as f órmu la s 5 .17 e 5. 18, que s ão :
Q
- C(Btulh)quant. de calor sensível)
(paracalorsensível) -
1,08 ( ltF - I ,' F)
[cfm)
e
Q (p ar a c al or s en si cl ) =
C(k ' h)(quant. de calor sensível)
[m3/min]
2 0,10 l tC - ';C)
sendo
i
a t empera tu ra do a r no i nt er io r no r ec int o med ida com o t ermôme tr o de bulbo seco;
I ,. a t empe ra tur a do a r exte ri or ,.med ida do mesmo modo .
Na prática . calcula-se o valor da vazão Q considerando separadamente:
.
os casos a e b por uma das Tabelas 6.2, 6.3 e 6.5 e as fórmulas 5.17 e 5.18;
.o casoc.
Adota -s e, en tão, o ma io r valo r encon trado pa ra Q.
Quanto 'ao calor latente liberado por efeito de evaporação do suor, procura-se atenuar seus efeitos
adotando velocidades de escoamento mais elevadas e, em certos tipos de trabalho, fazendo incidir sobre
o operário uma corrente ou s opro que evapore o suor do corpo, melhorando a sensação de bem-estar.
Velocidade de 1,0 m/s até 1,5 m/s são usuai s. Velocidades excessivas incomodam. A solução def init iva exigi rá
ent re tanto a redução da umidade do ar, o que se pode conseguir com desumidif icadores .
Para remove r o cal or l at en te, a vazão Q poder á s er c alcul ada pe la fó rmu la 5 .19.
Calor latente (Btu/h)
Q(cfm)
=
0,67 (gr/lb) de diferença
EXEMPLO 6.S
Uma indústria possui um auditório onde são realizadas palestras e conferências. A capacidade é de
200 pessoas sentadas, havendo fumantes . As d imensões são de 10 m x 22 m x 4 m. Dete rminar a vazão
de ar a ser insuflado e removido mecanicamente. O ar insuflado entra com a temperatura do exterior, que
é de'25 <:,e deverá sair no máximo a 28 <:.
Solução:
t.
' 2S0C
t i = S C
,\OUTO
r
CORTE
A- A
Fig. 6.11
I' critério.
R en ov aç ão p ar a d iluir fumaç as e o do re s
a) com base no número de m3/h de ar ~r pessoa (Tabela 6.5):
200 pessoas x 50 m3fh = 10.000 m /h = 167 m3/min;
b) com base no número de renovações por hora:
volume do auditório V
=
10 x 22 x 4
=
880 m3
VENTILAÇÃO GERAL DlLUlDORA OBTIDA MECANICAMENTE
87
Pela Tabela 6.2, vemos que o número de renovações varia de 10 a 20 por hora, sendo o segundo valor
r ecomendado par a c limas quen te s e com muita f umaça. Considerando 15 r enovações por hora , t er emos
880 m3 x 15renov. lhora
=
13.200 m3/h
=
220 m3/min.
2' critério.
Renovação para impedir elevação exagerada de temperatura.
O ar externo se acha a 25 <: e se deseja que no interior do recinto a temperatura se eleve no máximo
de 3 C,
t, = 25 <: 'i = 28 <:
ou
t, = 77'F
ti = 82,4'F
O calor sensivel a 27,7 C para uma pessoa sentada é, segundo a Tabela 6.10, C, =
O calor sensivel total no auditór io
C T
será
C T
= 200 pessoas x 175 Btu/h = 35.000 Btu/h
175Btulh.
ou
35.000 x 0 ,252 = 8 .820 kca llh .
Para calcularmos a vazão de ar necessária para remover essa quantidade de calor sensível, podemos
usar as fórmulas 5.17 ou 5.18. A~sim,
Esta vazão p ropor ciona ria 8 .776 + 880 m3
=
10 renovações horárias.
Ver if ica-se que o número de renovações achado por esse método de cálculo é menor do que nos anter iores,
os quai s p rev iam a pre sença de fumante s no l ocal.
Em geral há uma certa fuga de ar por frestas, portas que abrem para deixar entrar e sair pessoas,
de modo que, se chamarmos esta vazão de
vazão áe fugas Qf.
e se qui se rmos usa r exaus tão mecânic a,
porém mantendo uma cer ta pressão posit iva no auditór io , os ventt ladores de exaus tão deverão ter uma capaci- '
dade Q, igual a .
Q, = Q - Qf
Qf vem a ser a vazão que se verificaria naturalmente, sem o emprego de exaustores, com o ar saindo por
portas e frestas. Na falta de dados mais precisos, admite-se que a.troca nalural horária de ar com o exterior
seja igual a 1/2 a 3/4 da capacidade do recinto . Se admitirmos 3/4 do volume do recinto de troca por hora
(existência de várias portas com dificuldade de serem mantidas fechadas), teremos para esta vazão por efeito
de escoamento natural pelas portas e frestas:
Q, = 3/4 x 880 m3/h = 660 m3/h
10.6° 91.4°
11.6°.F
°F
Fig. 6.12 TBS e TBU damistura dear de retorno com
ar de reposição.
amJ
= <=
mm
mm
4m
ti : 2Soc
5A LÃO
I
22 m
I
Q =
C T
35.000 Btulh
= 6.001cfm
1,08 ti- I,) 1,08(82,4 - 77,0)
ou
Q=
C T
8.820 kcallh
=
= 146m3/min= 8.776m3/h
20,10 li- t,) 20,10(28- 25)
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 52/210
,~Ii
li
ill)
I
1
I '
\
1
':
I
I
88
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
F-
VENTILAÇÃO GERAL DlLUlDORA OBTIDA MECANICAMENTE
89(
Como e st ão s endo i ns ufl ados Q = 13.200 m3fh(calculado pelo 1°cr it ér io , i tem b) e est ão escapando Q, = 660
m3fh , o s ven ti la dor es de exau st ão deverão at ende r a
Q. = 13.200 - 660 = 12.540 m3fh
Deve-se procurar fazer com que haja p ressão posit iva no rec into, para evi ta r que o ar exter io r pene tre
pe las por tas e f restas, o que acon tecerá se a pres são inter io r for nega tiva em relação à exterior , i stoé
se removermos mais ar do que aquele que for insuflado. '
6.5 MISTURA DE RETORNO COM AR EXTERNO
Em ce rta s i ns ta la çõe s de venti la ção com re sfr iamen to ( ar c ond ic ionado ) re ci rc ula -s e uma par te do a r
já in suf la do no re ci nto , c ondic ionando p rev iamente sua temper at ura e umidade, comp le ta ndo- se . a ssimo
ar que escapa em frestas e portas que abrem e fecham, com ar vindo do exterior. Este suprimento de
ar exterior é necessário para complementar o suprimento de oxigênio que vai sendo consum ido no recinto
no p roc ess o r es pira tó rio e com a f ormação de CO2 .
O volume de ar externo (de reposição) é da ordem de 10 a 15% do volume total de ar necessário.
Por ta nto , o a r r ec irc ul ado va ria rá de 90 a 85% do a r in ter no .
Deve-se determinar a temperatura média do ar recirculado com a do ar externo. Fica-se em condiçõe
de saber se as condições em que o mesmo se encontra satisfazem, ou se é necessário recorrer a algulII
t ra tamento adicional de res fr iamento para que sejam obt idas .
Podemos us ar a c ar ta p sic romé tr ic a da Trane na de terminação da t empe ra tu ra méd ia , c on fo rme indic ado
no exemplo a segui r.
X MP O
Sejam:
Q, = 25.000m3fha quantidade total de arnecessário;
Q, = 22.500m3fha quantidade de arde retorno, isto é, a ser recirculado
Q
= 2.500 m3/ha quantidade de ar externo,
de reposição
Temperaturas:
Ar externo:
TBS
= 33'C(91,4'F)
TBU = 25 'C (77'F)
Ar de retorno:
TBS = 27°C(80,6'F)
TBU = 18 'C (64,4'F)
Determinar a temperatura média de bulbo seco e de bulbo úmido para a mistura.
Solução:
a) Marcamos na carta os pontos
A
(TBS = 91,4'F;TBU = 77'F)e
B
(TBS
para as coordenadas das temperaturas TBS e TBU.
b) Ligamos os pontos
A
e
B
c) Calculamos a porcentagem de ar de retorno em relação ao ar total.
= SO,6'F;TBU = 64,4'F) ,
g)
Marcamos o valor 81,6'F no eixo das temperaturas de bulbo seco. Elevamos uma vertical até encontrar
<
emC o segmento
AB
obtido no item b. (
b)Seguimosa reta de temperatura de bulbo úmido que passa pelo ponto C e lemos, na escala à esquerda,
atemperatura de65,6 'F = 18,7 C.
i) Astemperaturas do ar de mistura são, portanto, (
reS = 27,6'C
reu = 18,7'C
6,6 REMOÇÃO DA UMIDADE DO AR
(
Certos ambientes de trabalho ou locais de guarda de.documentos, microfilmes, aparelhagem eletroele-
uônica,bibliotecas, além de certos locais de processamento industrial, necessitam de ar com baixo teor I
deumidade, sem exigirem uma instalação de ar cqndicionado completa. É o caso, por exemplo, de certas
indúStriasuímicas, farmacêuticas, óticas, fotográficas, de papéis, alimentos, cigarros, plásticos, cervejarias, \
gráficastc.
A remoção da água contida no ar pode ser realizada de maneira simples pelos processos indicados
aseguirpelos fabricantes dos aparelhos e equipamentos desumidificadores.
a)DesumidificadorMACLAM ou similar. Opera pelo princípio de circulação forçada do ar ambiente atraves- I
sandouma serpentina evaporadora de gás de refrigeração, que, estando com a temperatura abaixo do
pontode orvalho, retém a umidade por condensação.O ar vaiperdendoumidadeaté o limitesituado I
entre.60e 40%, dependendo da temperatura e das condições de infiltração de umidade no local.
A águacondensada é recolhida em umreservatório com capacidade útil de 5 a 7 litros.
A Fig. 6.13 mostra o desumidificador referido, fabricado pela MACLAM - Indústria e Comércio de
Refrigeração Ltda.
Ventilador
Flg. 6.13 Desumidificador de ar MACLAM -
esboço esquemático.
ar de retorno = 22.500 = 0,9ou90%
25.000
r total
ili
d) Calculamos a diferença I:: Tnt re a s t emper at ura s de bul bo s eco do ar ext er no e do ar de re to rno con fonne
os dados do exercício.
Condensador
r '
r
'
, ,
Arúmido
I1T
= 33'
-
27°= 6'C
e) Mul tipl icamos I :: ..Tpelaporcentagem de ar de retorno.
I1Tx 0 ,9 = 6 x 0,9 = 5,4'C
f) Subtraímos do valor da temperatura de bulbo seco do ar externo o valor 5,4 obtido no item
e
33,0 - 5,4 = 27,Ó'C(81,6'F)
N~
~
~
r--
Serpentina
evaporadora
Moto
compressor
Reservatório
d'água
b) Desumidificador Honey Combe com os desumidif icadores Cargoca ire da Higrotec. A par te fundamental
dosistema é o cil indro
Honey Combe
Este c il indro contém f inas l âminas de amianto cor rugadas, enroladas
emespiral , formando est re itos canai s no sentido axial .
O cilindro de amianto é impregnado com um composto higroscópico à base de cloreto de lítio e gira
l entamentedando sei s vol tas em uma hora. Completam o s is tema um venti lador e motor de desumidif icação
ede re at iv aç ão ; e o aque cedor de a r, que pode s er el ét ri co ou a vapo r.
OsCOmponente s s ão i ns ta lados em uma e st ru tu ra úni ca com repar ti çõ es ta is que fo rmam doi s c irc uit os
separados: o de desumidificação e o de reativação. Setenta e cinco por cento da área da face do cilindro
~rt~nc em ao c ir cu ito de de sumid if ic aç ão, e o s 25% r es ta nte s, a o de r ea ti vaç ão do mate ri al h igr oscópi co : I
;Vtdo. à rotação, o
Honey Combe
é conti nuamente re gene rado , e a cada c anal úmido que ent ra em p roce sso
rea tivação cor responde um canal seco que ent ra em processo de desumidif icação do ar.
AFig. 6 .14 é um esquema dos e lementos const itut ivos do desumidif icador Cargocaire da Higrotec.
I
~- J1
-
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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90
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Q)
@
j
@
@
[
-@
@
Fig. 6.14 Desumidificador Cargocaire Honey Combe da Hi-
grotec. (1) Ent rada do ar rea tivação. (2) Saída do ar seco.
(3) Aquecedor do ar de rea tivação. (4) Venti lador do ar
seco. (5) Área de reativaçáo. (6) Desumidificador
Honey
Combe. (7)Saída do ar úmido. (8)Ventilador de reativação.
(9) Entrada do arúmido. (10) Motor.
6.7 RESFRIAMENTO DO AR
Existem equipamentos que realizam de forma satisfatória o resfriamento do ar sem se constituírem a
rigor em aparelhos de ar condicionado . São muito empregados em instalações industriais, valendo assim
uma referência aos mesmos. Consideraremos um desses equipamentos, que é o Econoc1im, da DELTA
NEU.
Neste equipamento, o resfriamento do ar resulta da sua passagem através de uma manta umedecida,
onde o calor devaporização da águaé retirado do ar.
Uma bomba recalca a água de umreservatório, e pormeiode tubos distribuidores, umedece uniformemente
as mantas. O ar ao atravessar as mantas, através de venezianas de aspiração, é aspirado por um ventüador
centrífugo. O ar assim resfriado é em seguida distribuído no ambiente, por uma caixa difusora ou uma
rede de dutos.
Existem quatro modelos, com vazões de 2.000 a 34.000 m31h,e podem ser colocados no telhado ou
em parede externa.
A Fig. 6.15 mostra umresfriador Econoclim colocado sobre um telhado.
Consegue-se uma redução de 7 a 10 Cde temperatura em relação ao ar do exterior, e uma fil tragem
com renovação do ar circulante.
TIPOT
-t>
1
---
---
-- --.-
-- ---
--
---
--
---
-- ---
--
---
--
---
--
---
<J-
--
---
--
---
--
-----
---
-- ----
--
---
-- ---
--
--
---
--
--
---
--
---
~
~
~
~
\
Fig. 6.15 Resfriador Econoclim de DELTA
NEU com dutos e bocas de insuflamento.
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA OBTIDA MECANICAMENTE
91
I
,
i
,
6.8 COMp ARTIMENTOS LIMPOS OU PURIFICADOS
Certos recintos, por sua natureza O -,pc:lasoperações que neles se processam, necessitam de ar com
elevado grau de pureza. É o caso de saIaSde operação, centros cirúrgicos, laboratórios farmacêuticos e
de análises e pesquisas no campo químico e bioquímico.
O ACGIH recomenda nessescasos o
filtro absoluto
HEPA
High-Efficiency ParticulateAir ,
de altíssima
eficiência na detecção de partículas contidas nó ar. Consegue-se uma eficiência, com os filtros HEPA, acima
de 99,97%. Em geral, empregam-se pré-filtros e mesmo ultrafiltros de menor eficiência, para uma depuração
preliminar e redução na carga do fil tro HEPA. O pré-fil tro reduz de 60a 90% o pó contido no ar, ficando
a cargo dos fil tros HEPA a purificação final . Entre outras empresas, a LUWA fabrica no Brasil os fil tros
HEPA.
A esteril ização do ar contra certas bactérias e vírus se realiza com a aplicação de 'raios ultravioletas ,
com lâmpadas germjcidas. .
A Fig. 6.16 indica algumas das soluções que têm sido uti lizadas e mostra que a melhor consiste no
lançamento do ar uniformemente distribuído pelo teto, onde são colocados fil tros HEPA. A saída do ar
seefetua pelo piso gradeado sobre um plenum e, daí, a dutos de exaustão.
Vê-se na Fig. 6.17 um esquema de sistema de condução e tratamento do ar de recintos limpos, com
filtr ,sHEPA.
I
I
1
\
.
I
I
SOLUÇÃO RAZOÁVEL
~ Grelho de Exoustóo
- -
f~-
I I
- 'I
./
\..
/
'- -
I
.I
H.E.P.A filtros-
BOA SOLUÇÃO
Piso Gradeado
MELHOR SOLUÇÃO
Fig. 6.16 Escoamento de ar emcompartimento limpo com fil tro HEPA.
t..
- - P ré . F il lr o de Alt a E fi ci ênci a
AO
Compar'lmento
limpo
.
Fig. 6.17 Sistema de condução de ar para compartimento l impo .
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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I
,I
I1
---
7
Ventilação Geral iluidora para Redução
de alor Sensível
7.1 CONSIDERAÇÕESPRELIMINARES
No Capo 6 vimos que a venti lação geral diluidora, além de proporcionar um grau admissível
para
o
n íve l de po lui çã o ambi en tal , re duz também a t empe ra tu ra do l oc al, embo ra não con sig a r ea li za r uma per fe ill
cIimatização, uma vez que não faz parte de seus objetivos reduzir a umidade do ar, com o rigor com que
o faz uma instalação de ar condicionado. -
Cons id eramos, no r ef er ido c apí tu lo, ap enas a ca rg a té rmic a devid a à s p ess oas p re sen te s no ambi ent e
e, assim mesmo, apenas o calor sensível proveniente das mesmas. Entretanto, além do calor sensíveldevido
às pessoas (e évidentemente também o calor latente devido ao suor evaporado), devem-se, num cálculo
mais rigoroso, considerar também:
-
o ca lo r s en sív el devido à irradiação solar sobre os vidros e paredes externas e cober turas;
- o c alo r se nsí ve l d evi do à condução pelas paredes , p isos , t etos , v idros e tc .;
- os calores sensível e latente decorrentes da infiltração do ar exter ior pelas por tas e j anelas ;
-
o calor sensíve l cor respondente à carga de energia elétrica dissipada no rec in to nos apare lhos de i luminação
e acessórios. Assim, no caso de iluminação fluorescente, deve ser computado o calor produzido pelos
reatores;
- calor sensíve l devido a motores elétricos
-
calor sensíve l devido a outros equipamentos eventualmente existentes no recinto.
A p rimeir a p rovid ênc ia a s er t omada no p roj et o d e ven ti la ção di lu idora é a dete rmin aç ão da denominada
carga térmica p roven ie l te da s f on tes d e c al or que a cabam de se r menc ionada s. Conhec id a a c ar ga t érmi ca ,
calcula-se a vazão de ar necessária para reduzi-Ia a um valor correspondente a um nível razóavel de
conforto ambienta .
7.2 CONDIÇÕES AMBIENTAIS DE CONFORTO
Conquanto nem sempre seja possíve l conseguir -se apenas com a venti lação os nivei s ideai s de tempera tUfl
de bulbo seco e de um idade relativa, indicaremos, para servirem de referência, os valores considerados
Tabela 7 .1 Condições ambientai s de conforto
Recomendável
Máxima
~
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA PARA REDUÇÃO DE CALOR SENSíVEL
Local
Temp. bulbo seco ( C)
23a25
24 a 26
24 a 26
Temp. bulbo seco ( C)
26,5
27
27
93\
(
eral como recomendáveis e máximos, para os casos mais diretamente relacionados com ambientes de \
~; strias(verTabela7.1). . (
(
7.3 TAXAS DE OCUPAÇÃO DOS RECINTOS
Para salas de escri tório, contabi lidade e tc .
Auditórios, salas de conferência
Restaurantes
6 mZ~/pessoa
1 ,5 m p/pessoa
2 mZp/pessoa
Escritórios
Auditórios
Restaurantes
il
1
.11
.J L ~I'
(
7.4 .CALOR LmERADO POR UMA PESSOA
(
Con fo rme f oi menc ionado ante ri ormen te , a in sta la ção de vent il aç ão p ro cu ra p rimo rd ia lmen te re duzi r
calor sensíve l do ambiente, embora em determinadas condições ambientai s possa melhorar o grau de umidade (
o lat iva,r eduzindo o calor l at en te . Apresenta remos, ent re tanto, a Tabela 7 .2 , onde é indicado o calor l iberado
~r pessoa (kcallh) sob as formas de calor sensível e de calor latente, para vários valores de temperatura I
dotermômetro de bulbo seco.
ATabela 6.10, do capítulo anterior, é análoga, porém com a quantidade de calor expressa em Btulhora.
Para
uma primeira avaliação quando faltarem dados precisos sobre o valor da temperatura de bulbo
seCO,ode-seadotar parao calortotal: .
- Parapessoas em movimento len to ou sentadas: 100 kca l/h (400 Btulh).
- Parapessoastrabalhando: 166kcaL'h(660 Btu/h).
7 .SCALO DEVIDO À PENETRAÇÃO DO EXTERIOR PARA O RECINTO, POR CONDUÇÃO,
EMRAZAO DA DIFERENÇA DE TEMPERATURAS ENTRE O EXTERIOR E O INTERIOR
DO MESMO
Esta c ar ga t érmic a de c alo r se nsí ve l d ev ido à penetr aç ão do c alo r pode s er c alc ul ad a pela fó rmul a
I Cp = k. S t - t~ I
I
7.1 I
sendo
S
= área das paredes, piso ou teto (mZ);
k
= coeficiente de transmissão de calor através de paredes, piso ou teto, expresso em kcal/mZ . h .
'C.
o valo r d e k é encontrado em tabelas de l ivros de ar condicionado.
Para cálculos de ventilação apenas, podemos calcular de um modo aproximado o calor que penetra
Tabe la 7 .2 Calo r l ib era do por p es so a s ob .a f orma de c alo r se nsí ve l e la te nt e
s ~ calorsensível
--
L
= calor l at en te
(kcallh)
-- - - - -- -- - .JiIIO
Temperatura de bulbo seco
.C)
28. 27. 26.
24.
21.
Local
Metabolismo médio
S + L (kcallh)
S L S L
S L S L
S
L
Escritórios
113
45 68 50 63
54 59
61
52
71 42
Restaurantes
139
48 91
55
84
61 78 71 68
81 58
Fábrica .
189
48 141 55 134
62 127 74
115 92
97
(trabalhoeve)
Fábrica
252 68 184
76 176
83
169
96 156
116 136
(trabalhopesado)
Auditórios
113
45 68 50 63
54 59
61 52
71 42
--
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I
li
1
~~ '
expostasao sol(m2);
7.9 CARGATÉRMICA DEVIDAA EQUIPAMENTOSEM FUNCIONAMENTONORECINTO
S = ár~adaspa:e~emperaturaequivalente,representativado efeitode insolação.Dependeda latitude
I
6.t = dIf erençah e a do t ipo de superfície e da proteção da mesma contr a os raios s olares. i Existe uma grande variedade de aparelhos e equipamentos cujo funcionamento acar reta uma dissipação
. local, da or , r de calor para o ambiente. Limitar-nos-emos, na Tabela 7.9, a m'encionar alguns, de uso mais comum nas
I
po
r est e método, recor re -se a tabelas apresentadas em l ivros ou manuais de ar condicio-
1
~ dependências industriais, cozinhas e laboratórios.
Quando ~ calcua
\
~
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
. .
I
. ndo a área da superfície através da qual passa o calor por um coeficiente A indicado
por conduçao multlPIca
naTabela 7.3.
S=A S
Tabela 7 .3 . :valores do fator A
Temper al ur a de bu lbo se co , e xt er na 9O'F(32 C) 95 'F ( 35'C)
Janelas na sombra 12 17
Paredes, alvenaria pesada. 3 5
Paredes, alvenaria média 4 5
Paredes 2 3
Paredes, com revestimento médio 4
5
Divisórias, r eveslimento simples 7 10
Divisórias, revestimento duplo 4 5
Divisórias de vidro 14 17
Tijolo de vidro 5 8
Piso 3 4
Teto sob recinto não-ventilado 12 13
Teto sob recinto ventilado 9 11
Tetosobtelhado 14 16
Teto sob piso ocupado 3 5
Observação:
Se o tctotivcrisolamentode I' de isolantesusuais,muhiplicar
por0,4;se do2 ,multiplicarpor0,3;sedo 4', multiplicarpor0,2.
7.6 CARGA TÉRMICA DEVIDA À INSOLAÇÃO
. . d vidaexclusivamente ã radiação solar sobre a superfície exposta aos raios solares.
Esta carga térm~ca e- e a ra a q ual se acha v oltada a p arede ou as j anelas. .
Deve-~ verificar a ~1f~çaoPara as várias direções dos pontos cardeais, os valores do fator B pelos quais
A Tabela 7:4.mdl~~'á~eas das superfícies expostas ao sol, para obtermos o ganho de calor do recinto
deveremos multiplicar asjanelas em questão.
a que pertence a parede ou
Tabel a 7 .4 Val ore s do f at or B. Ganh9devido à insolação diret a
:..o~
. 'd à insolação, isto é, à incidência solar direta sobre par edes e cobertura, tem
A carga térmica de~ a O problema de isolamento térmico, podendo em certos casos exigir, mesmo,
um efe ito importante so red
a instalação de ar cond~cion~r~jetosde ar condicionado, ao invés de emprego dos fatores
B
indicados na
Quando se proce ela lar a quantidade de calor que penetra no I~cinto por meioda fórmula 7.2:
Tabela 7 .4, prefere-se ca cu .
lC = k .S .~ I I 7.2 I
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA PARA REDUÇÃO DE CALOR SENSíVEL
;
i 95 )
/
nado, para se obterem os valores de k correspondentes ao ganho de calor pelos telhados, pelas paredes,
de acordocomo tipode material dos mesmos, a lat itude local e a hora de insolação durante o dia.
1I
.J,
7 .7 CARGA TÉRMICA DEVIDA À ENERGIA DISSIPADA PELOS APARELHOS DE
ILUMINAÇÃO
A carga térmica é uma função da potência dissipada pelas lãmpadas e pelos reatores (quando ~ tratar
de iluminação fluorescente). Pode-~ calcular a potência dissipada (watts/m2) por unidade de área de piso
do rec into, em função do índice de i luminação que deverá ser p revis to para o mesmo e a natureza do
trabalho a ser executado, cujo grau de precisão influencia o nível de iluminação exigido.
A Tabela 7.5indica a potência dissipada, para o caso de alguns recintos. O exame do projeto de instalações
elétricas de iluminação, baseado nas exigências de iluminamento, fornecerá, com suficiente precisão, os apare-
lhos de iluminação com suas respectivas potências.
1.
Tabela 7 .5 Potência dissipada
~
Observação:
Os valores de dissipação daslâmpadas fluorescentes já incluem osreatores.
Para obte rmos o ca lo r devido ã energ ia d is sip ada pela s lâmpada s e re ato re s, podemos adot ar o s va lo res
da Tabela 7 .6 .
I
I
I
I
.
I.
Calor emitido (kcallh)
7.8 CARGA TÉRMICA DEVIDA AO FUNCIONAMENTO DE MOTORES ELÉTRICOS
Quando há motores de diver sas potências funcionando no rec in to , pode-se , num primeiro cálcu lo , cal cu la r
o ca lo r d is si pado mul ti pl ic ando a potê nci a to tal expre ss a em hp por 2 .800 par a s e obt er o c al or em Btul h.
Para um cálculo mais rigoroso, podemos usar a Tabela 7.7, na qual o ganho de calor do recinto devido
ao s mot or es é expr es so em Btu lh. Para exprimirmos em kcaVh , d eve remos mult ip li ca r o s v alo re s d a Tabe la
por 0,252. .
Podemos usar a Tabela 7. 8 para obtermos a carga térm ica em kcallh em função da potência nominal
dos motores elétricos.
t
Janolavoltada r
SE 1..(Et. NE N NW
W
SW
Vidro'simplese duplo, semproteção
110 180
160 105
160
180
110
Veneziana com toldo, .
30
50 45 30
45
50 30
Cõrtina colorida ou venezlna mtema
6 110 95
60 95
110
65
Tijolo de vidro semproteçao 44 72 64 42 64 72 44
Nível de Poténcia
Local
Tipos de iluminação
iluminação (lux)
dissipada W/m )
Escritórios Fluorescente
1.000 40
Restaurantes Fluorescente 150
15
lncandescente
150
25
Auditórios:
a) Tribuna
lncandescente
1.000
50
b) Platéia
lncandescente 500 30
c) Sala de espera
Incandescente 150 20
Salas de reuniões:
a) Platéia
lncandescente 150 20
b) Tablado
lncandescente
500
30
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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96
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 7 .7 Carg a té rmic a devid a a mot ore s e lé tr ic os em ope ra ção contí nu a
Carrier Air Condition ing Sys tem Des ign Handbook
7.10 CALOR DEVIDO À VENTILAÇÃO OU INFILTRAÇÃO DO AR PARA O AMBIENTE
Na maio ria dos casos, o ar externo é conduz ido para o rec in to a ser vent ilado. Este ar externo vai
substituindo o ar que por infiltração escapa do recinto através de frestas, portas giratórias e exaustores.
Embora o cálculo possa ser fei to com relativa. precisão, o que se procura conseguir em projetos de
ar condicionado, para o caso de venti lação é aceitável proceder-se de um modo mais simples e prático na
determinação da carga térmica a considerar para atender às exigências da ventilação-infiltração. Vejamos
este método.
Tabel a 7 .8 Carg a t érmic a devi da a moto re s
elétricos (ABNT)
~
~ - ,
VENTILAÇÃO GERAL DlLUIDORA PARA REDUÇÃO DE CALOR SENSíVEL
f
Tabela 7.9 Carga térmica de vários equipamentos
7.10.1 Calcula-se o volume total dear necessáriopara seobter uma boa ventilação
Para isto, fazemos:
- Númerode ocupantes x 7,5 = cfm
~
caso de nãohaver fumantes)
- Número de ocupantes x 15 = cfm casode fumo moderado)
- Número de ocupantes x 40 = cfm casode fumointenso)
7.10.2 Calcula-se a vazãode infiltração aproximada
Esta vazão é dada por
(comp.x largox altura) x I
cfm =
60
Observações:
a) As dimensões são dadas em pés.
b) I = 1 (para uma só parede externa);
I = 1,5(paraduas paredesexternas);
I
= 2 (para três oumais paredes externas).
Tabela 7.10 Mu lt ip li ca do r do fa tor d e in fi lt ra çã o ou venti la çã o par a v ár io s v alo re s d e
tempera tura de bulbo úmido
T emp. (B U) . F
FatorG
67
5
68
8
69
11
76
33
71
37
66
3
70
14
71
17
72
20
73
23
74
27
75
30
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r.
(
(
(
78
41
79
45
t
. (
80,
~(
~
Localização do equipamento com relação ao ambiente
Motor e máqui-
Motor dentro e
na dentro
máquina fora
hp x 254 .500
Motor fora e
hp x 2 .545 (100 - %., ,)
Rendimento do motor
máquina dentro
Po tên cia (hp) a p le na c ar ga . ,, (%)
.
hp x 2 .545
%..
Btulh
(1 Btulh = 0,252kcal/h)
0,05
40
320 130
190
0,08
49
430
210
220
0,12
55
580
320
260
0,16
60
710
430
280
0,25
64
1.000 640
360
0,33
66 1.290
)
850
440
0,5
70
1.820 1.280
540
0,75
72 2.680
1.930
750
1 79 3.220 2.540 680
1,5
80 4.770 3.820
950
2 80
6.380
5.100
1.280
3
81
9,450 7.650
1.800
5
82
15,600 12.800
2.800
7,5
85
22.500
19.100
3.400
10 85
30.000 25.500
4.500
15 86
44.500
38.200
6.300
20
87
58.500
51.000
7.500
25
88 72.400
63.600
8.800
30
89
85.800 76.400
9.400
40
89 115.000
102.000
13.000
50
89 143.000 127.000
16.000
60
89
172.000
153.000
19.000
75 90 212.000
191.000
21.000
100
90
284.000 255.000
29.000
125
90
354.000 318.000
36.000
150
91
420,000 382.000
38.000
200
91
560.000
510.000
50.000
250
91
700,000 636.000
64.000
Potência
Rendimento kcallh
nominal
aproximado (%)
por cv
Até 1/4cv
60
1.050
1/2a 1cv,
70 900
11 /2 a 5cv
80 800
7 1/ 2 a20cv
85 750
Acima de20 cv
88 725
Carga térmica (kcal/h)
Equipamentos diversos
Sensível
Latente
Total
Equipamentos elétricos
Aparelhos elétricos, por kW
860
O
860
Forno elétrico - Serviço de cozinha, por kW
690 170
860
Torradeiras e aparelhos de grelhar, por kW
170 90
860
Mesa quente, por kW
690 170
860
Cafeteiras, por litro
100
50
150
Equipamentos a gás
GLP 50% butano + 50% propano por m'/h
5.540 770
6.240
GLP (50/50%) por kg
9.800
1.200
11.000
Bicode Bunsen - t amanho grande
835
215
1.050
Fogão a gás - serviço de res taurante por m2de
10.500
10.500
21.000
superfície da mesa
Banho-maria
Por m2de superfície superior
2.130
1.120
3.250
Cafeteira, por litro
150
50 200
Equipamentos a vapor
Banho-maria por m2de boca
1.125 2.625 3.750
Alimentos
Por pessoa (restaurante)
7
7
14
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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98
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Ao maior dos valores calculados acima, isto é, obtidos nos itens 7.10.1 e 7.10.2, denominaremos de \
fator F
\
7,10.3 Multiplica-se o fator F pelo fator G, obtido na Tabela 7.10
. .-
a fator G é o multiplicadordo valor da infiltraçãoou da ventilaçãocorrespondentea váriosvalores
de temperaturado termômetrode bulboúmido,considerado,parao ar exterior.
7,11 CARGATÉRMICA TOTAL
A carga térmica total é ob tida somando-se as cargas parciai s, ou seja, os valo res dos i tens 7 .4 , 7.5,
7 .6 ,7 .7 ,7 .8 ,7 .9 e 7.10.
EX EMPLO 7 .1
Uma sala de escritório mede 22 m x 10 m x 3 10 m e situa-se no último andar de um prédio. O .,
horário defuncionamento é de 8 às18horas. As salas c~ntíguas são climatizadas com arcondicionado. .
I
A par~de externa com 22 m de largura acha-se vo ltada para les te (E) e possu i j anelas envidraçadas
comvenezIanase20m x 2,0m.
A parede e~terna de 10 m está voltada para o norte (N) e possui uma janela de vidro de 8 m X
2,0 m com venezIanas. As demais paredes são internas.
As paredes são de alvenaria, de espessura média.
Na sala exi stem 110 lâmpadas de 40 W e máquinas de escrever, to ta li zando 1 ,5 hp . A i luminaçãoé
fluorescente.
Trabalham sentadas 16pessoas e circulam, em geral, 15outras. Pode-se considerar como leve a presença
de fumaça de cigarros.
Temperatura de bulbo seco é de 26 C (79 F). A tempera tu ra se refere ao ar exter io r. A tempera tu ra
BS para o ar no rec into é de 3O C.
Deseja-se determinar a carga térmica de calor sens íve l e o vo lume horário de ar a ser insuf lado para
remover o calor produzido na sala. .
Solução:
A.
Ganho de calorpor condução
1. Janelas na sombra:
8 x 2,0 m = 16m2 =.172 sq.ft
Fator
A
= 12 (Tabela 7.3)
172 x 12 = 2.064 Btulh
2. Paredes e divisórias (sem incluir janelas)
3,10 x [2 (22 + 10») - 16 (janelas) =
Fator
A
= 4 (Tabela 7.3)
1.963 x 4 = 7.850 Btulh
182,4 m2 = 1. 963 sq.ft
3. Piso
22 x 10 = 220 m2 = 2.370 sq.ft
Fator
A
= 3 (Tabela 7.3)
2.370 x 3
=
8.110 Btulh
4. Teto
22 x 10 = 220m2= 2.370sq.f t
Fator A = 12
2.370 x 12 = 28.440Btu/h
5. Total: 2.064+ 7.850+ 8.110+ 28.440 = 48.528Btulh
B.
Ganho de calor devido ao sol
6. Janelas expostas ao sol (leste, E)
20 x 2 = 40 m2 = 430 sq.ft
Fator
B
considerando veneziana: 110
430 x 110 = 47.300 Btulh
(Tabela 7 .4)
C. Ganho de calor d ev ido à s p es soa s
7. Pessoassentadas: 16x 400
= 6.400 Btulh
P
VENTILAÇÃO GERAl . DlLUlDORA PARA REDUÇÃO DE CALOR SENSÍVEL 99
1;1
x. Pessoas andando: 15 x 600 = I.()OOBtu/h
I. Total do item C: 6.400 + 1.000 = 15.400 B tu /h
D.
Ganhor de calor dn ido a apare lhos e lé tr icos e luminár ias
( ti . Total em wat ts
(Tabela 7.6)
f
3,4 = Fator deconversão
W Btu/h
\10 l âmpadas x 40W x 1,2 x 3.4 (fator) = 17. 152Btu/h
E.
Outras fontes
(no caso. motores e lé tr icos de máquinas de escrever)
11. Total do item E; 1,5 hp
NaTabe la 7 .7 vemos que, p ara 1 ,5 hp , tem-s e 4 .770 Btu /h
.F. Ventilação ou infiltração
No it em 7.10 .1 vemos que se pode consi der ar t ax a de 15c fm por ocupant e.
Ven/ilação
31ocupantes x 15(fumo moderado)
=
465cfm
Infiltração
Fator
1=.1,5
(para o caso de duas paredes externas) (item 7.10.2)
. .~. .
cfm =
72,16 x 32,8 x 10,17
60
x 1,5 = 602cfm
Usemos o maio r dos val ore s a cima obti do s, is to é , 602 c fm.
12. Para a temperatura de bulbo úmido igual a 80 F, a Tabela 7.10 de fatores G nos indica o fator
. =49para det ermina ção da quan ti dade de c al or.
602 x 49 = 29.498 Btulh
t
G.
Cargatérmica total
É a soma dos i tens 5 ,6,9,10 ,11 e 12, ouse ja . 48.528+ 47 .300 + 17.952+ 4.770 + 29 .498 = 146.908
Btulh.
H. Tonelas de refrigeração TR
146.908
= 12,3TR.
12.000
I. Volume de ar a ser insuflado para remover o calor formado no rec in to
O resfriamento com insuflamento de ar exterior para o recinto só será possível sem o emprego de
re sf ri ado res de a r se a tempera tu ra do ar exte ri or fo r in fer io r à que r ei na r no re cin to .
. Pa ra r es olv er e st e p robl ema, d eve remos conhecer :
- tempera tu ra de buls o s eco do a r de i nsu fl amen to. No cas o, é de 79 F (26 C);
- temperatura de bulbo seco no recinto: 86 F.(30 C).
O diferencial de temperatura do ar de insuflamento será
ti - t.= 86 - 79 = 7 F
A Fórmula 5 .17 nos fornece a vazão
Q
para atender a uma quantidade de calor sensível total C ota
quandose pretende reduzir a temperatura de um diferencial ti
- t. . .
No
caso,
CSMal
= 146.908 Btul h
= 7 F
ti
-
t.
Jiô§
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 58/210
100
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
C 146.908
Q
= '.o.al = = 19.300cfm
1,08 li
-
I.)
1,08 x 7
ou 19.300 + 35,3 = 546, 7 mcm (m3/min).
7,12 MÉTODO APROXIMADO PARA AVALIAÇÃO DE CAR~A TÉRMICA E DO VOLUME
DE AR DE INSUFLAMENTO PARA REMOÇAO DA MESMA
A Tabe la 7.11 f ornece val ore s que pe rmitem uma aval ia ção da c arga té rmic a de verão, p ar a as s egu int es
condições:
-
ar exterior:
t ermômet ro de bulbo s eco
=
95'F (35 C)
termômetro de bulbo úmido = 75 a 78'F (23,9 a 25,6'C)
-
ar interior:
t ermôme tr o de bulbo s eco = 76 a 80 F ( 24,4 a 26,7'C )
umidade relativa = 50%
Como o ar ext er io r s e encon tra em t empe ra tu ra mai s e le vada que a do a r in te riL , d eve rá s er emp regado
apare lhamento de res fr iamento, cuja capac idade é expressa em toneladas de ref rig1ação.
EXEMPLO7.1
Qual a carga térmica aproximada de uma sala de escri tórios, com os seguintes dados: comprimento
=
15m, largu ra = 6 m?
O escritório pode ser considerado como comportando instalação de padrão médio.
Solução:
Para uma primeira avaliação, podemos usar a Tabela 7.11. Considerando uma instalação de padrão
médio , encont ramos 462 ,86 Btu/h po r mZ,de modo que a carga térmica será 462 ,86 x (15 x 6) = 41.657
Btulh
41.657
ou - = 3,47(toneladaserefrigeração).
12.000
Encont ramos, n a mesma t abela , o valo r 15,07 c fm/mz, p ara o a r de in suf lament o.
O total de ar de insuflamento será (15 m x 6 m) x 15,07 = 1.366 cfm.
O númer o t ot ai de pe ssoas que se s en tiri am bem no amb iente pode t ambém ser c alc ul ado com o empr ego
da mesma tabela, onde temos 3,5 pessoas por tonelada de ref rigeração.
3,5pessoasITR x 3,47TR = 12
pessoas.
Tabela 7 .11 Carga térmica de verão aproximada
f ' ' \
10\
~L07.3 (
Considerando o salão de escritórios referido no Exemplo 7.1, calcular a carga térmica pelo método(
,oximado, supondo as duas hipóteses de padrão elevado e de padrão médio.
ap
VENTILAÇÃO GERAL DlLUlDORA PARA REDUÇÃO DE CALOR SENSÍVEL
SOIU~o:
Área: 22 x 10 = 220 m2
(
.>~
~~\'\AI.. ~
i .' ,,~ .I~
...~ '
lJ
URI{
'~4
{
Carga térmica para escri tórios em geral , padrão elevado (Tabela 7.11),
B tu lh lmZ = 775 .
por tanto, 220x 775 = 170.500Blulh.
Paraescri tório de padrão médio, t er íamos, pela Tabela 7 .11,
Btulhlm2
=
462
220 x 462 = 101.640 Blulh.
o valor146.900 Btulh obtido no Exemplo 1.1 se situa entre esses dois valores encontrados, isto é, ao qu/correspondea padrão médio e ao padrão elevado.
7,13 VENTILAÇÃO DE SALAS DE MÁQUINAS OU RECINTOS INDUSTRIAIS
Em diversos rec in tos indus tr ia is pode haver máquinas e equipamentos que i rradiem quant idades grandes(
de calor sensível, capazes de gerar o desconforto e até de impedir a permanência de operadores no local,
além
de sacrificar o b om funcionamento e a d urabilidade das instalações e equipamentos. \
I st opode oco rre r quando o s equip ament os são i ns ta la do s em r eci nt os onde não haj a ven til aç ão natu ra l
su fi cie nt e. Torna-s e nec ess ár io , e ntã o, re aliz ar a remoção do ca lo r sensí ve l e xce ss ivo, por meio de uma '
venti laçãomecânica adequada. É o que sucede às vezes com as ins ta lações de motores e lé tr icos , compressores,
bombas,caldeiras, fundições, tratamentos térmicos etc. I
Nes se s c as os, não há nec es si dade de le var em cont a o c alo r sensí ve l dos operador es dos equ ipamento s,
nem do calor de lâmpadas, quando os valores dos mesmos forem muito pequenos em comparação com
ocalorirradiado pelos equipamentos principais.
A Tabela 7 .12 mos tr a o volume de a r de exau st ão nece ssá ri o, d e acordo com o ti po de re cin to indus tr ia l
;
(lohnD. Constance, revista
Power,
setembro de 1963).
EXEMPLO.4
Numa oficina mecânica funcionam 10 motores de 1 cv, 4 de 2 cv, 3 de 0,5 cv e 3 de 5 cv, estes operando
com80% de sua c apaci dade, e t ra bal ham 25 oper ário s. P re te ndendo -se que a e le vaç ão de t empe rat ur a s ej a
de3'C, qual deverá ser a vazão de ar para a necessária renovação? ,
Tabela 7,12 Ar de exaust ão pa ra r ec in tos indu st ri ai s
I Ar deexaustão (cfmlpézde
área bruta de piso)
climafrio
I
clima quente
ipo de recinto industrial
Fabricação de produtos leves de aço
Montagem de máquinas
Oficina de reparos
Local de chaves elétricas de controle
Fabricação de motores
Estampagem de aço
Casa de bombas de água
Casa de bombas de refinaria; óleo frio
Casa de bombas de refinaria; óleo quente
Sala de tratamento térmico
Casa de compressores
Casa de caldeiras
Fundição
2
2
3
3
3
3
3
6
10
12
4
6
6
3
3
4
4
5
5
4
8
15
15
8
10
8
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I
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Arde
Total
Pessoas
insuflamento
mZpor
Watts
Recinto
Categoria
Btulhlmz
por TR
cfm/mz
pessoa
p/mz
Escritórios
Baixo
236,81
1,2
1.54
2,91
69.40
Médio
462,86
3,5
15.01
9,16
135.66
Alto
115,03
6,3
23,68
25,83
221,16
Restaurantes
Baixo
661,38
3,4
8,61 0,83
195.60
Médio
1.231,89
1,0
22,61
1,61
362,82
Alto
2.798,11
11.1
40,90
2,91
820,31
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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102
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
a ) Cal or em iti do pel os mo to re s s egundo a Tabela 7 .7 :
1 c v - 10 motores: 10 x 3.220 Btulh x 0,252 (kcallpor Btulh) = 8.114 kcal/h
2 cv - 4 motores: 4 x 6.380 Btu/h x 0,252 (kcal/h por Btu/h) = 6.431 kcal/h
0,5 cv x 3 motores: 3 x 1.820 Btu/h x 0,252 (kcal/h por Bthu/h)
=
1.375 kcaUh
5 cv - 3 motores: 3 x 15.600 Btu/h x 0,252 x 0,80 = 9.435 kcallh
Para os 20 motores, teremos a soma = 33.469 kcal/h.
b)
Calor emitido pelos operários:
Numa primeira avaliação, pode-se tomar por operário, em serviços moderados , 150 kcal/h de calor sensível,
de modo que te remos
Qz = 25 x 150
=
3,750 kcallh.
O ca lo r t ota l, desp rezando tr oca s de ca lo r po r pa rede s, t et o e janel as , s er á de
Q = Q, + Qz = 33.469+ 3.750 = 37.219kcal/h.
A vazão de ar necessária para que a temperatura não se eleve acima de 3.C será dada por
I
Q
- o.~.. I (m'& h) I 73 I
37.219
0,288 x 3
= 40.077 mJ/h ou 718 mJ/min.
=
EXEMPLO
7.S
Uma casa de bombas mede 4 m x 8 m em planta. Qual deverá ser a vazão de exaustão de ar?
Solução:
Transformemos as unidades. A área será de
13, 12 ft x 26,24 ft = 344,26 ftZ
Consideremos, segundo a Tabela 7.12, 4 cfm por pé quadrado de área em planta da casa de bombas como
a vazão de ar necessária. Teremos:
344,26 x 4 = 1.377 cfm =0,650 mJ/s = 39 m3/min.
Se o local fosse para compressores, t er íamos:
344,26 x 8 = 2.754 c f~ = 1,30
m3/s
= 78m3/min.
EXEMPLO 7.6
Suponhamos um rec into indus tr ia l de montagem de a lt a prec isão. med indo 20 m x 10 m. O cálcu lo
luminotécnico, com base na exigência de um nível de iluminamento de 1.000 lux. concluiu pela necessidade
de 35 luminárias com quatro lámpadas fluorescentes de 40 W em cada uma. Qual o calor dissipado pelas
lâmpadas?
Solução:
Potência instalada P
=
35 x 4 x 40 =
5.600 W
Pela Tabela 7.6, t emos
Calor dissipado: P x 0,857 x 1 ,26 = 6 .048 kca llh.
...
VENTILAÇÃO GERAL DlLUIDORA PARA REDUÇÃO DE CALOR SENSivEL 103
EXEMPLO 7 .7
Se, no exemplo anterior, t rabalharem no recinto 30 montadores, qual o calor total no recinto e qual
a vazão de ar de vent il ação para que o aumen to de tempera tura em relação ao exter io r seja no máximo
de 3 C?
Solução:
Calor sensível das pessoas:
30 x 150 kcallhlpessoa
=
4.500 kcallh.
Calor das lâmpadas fluorescentes
=
6.048 kcallh.
Total
=
10.548 kcallh.
Vazão de ar necessária:
10.548
V
=
-
= 12,324mJIh= 205mJ/h.
0,288 x 3
Quando a temperatura exterior (I, ) for maior que a interior ti), é necessário recorrer a uma instalação
de ar condicionado, conforme já foi dito.
EXEMPLO 7 .8
Em um recin to acham- se in st alados dois g rupos d ie sel -gerado r e lé tr ico (s endo um de
stand-bye),
ambos
de450 kVA.
Supondo a temperatura do ar exterior igual a 25 C e pretendendo que a temperatura interior seja no
máximo de 35 C, qual deve rá se r a vazã9 de a r a s er i nsufl ado, exp res sa em
mlh?
~i
~
Solução:
a ) G randeza s do gerado r e lé tr ico e do mot or d ie sel :
;1,(
-
Potência útil = Pu = 450kVA
p. = 450x 0,850 = 383kWdepotência.
- Potênciamotriz (no eixo do motordiesel)para que o gerador forneça382kW. Suponhamosque
o rendiment o t ot al do ger ado r s ej a ' I)
= 0,92
-ir
382
P,.
=
-
= 415,2kW.
0,92
I
o..
b) Quantidades do calor irradiado pelo grupo na sala:
-
Perdas no gerador elétrico
A diferença entre P,. e Pu corresponde a perdas que vão se traduzir em liberação de calor (atri to etc.).
Assim,
'
.10'....
..
415,2 - 383,0 = 33,2 kW.
Mas, 1 kWIh -> 860 kcallh.
A quant idade de calor i rradiado pelo motor elé tr ico será, por tanto,
Q, = 33,2x 860
=
28.552 kcallh.
- PerdasnomOlordiesel
Sejam:
Perdas por i rradiação e convecção
=
3%
Rend imen to to ta l ' 1)4= 35%
/
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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11 li
104
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
~
(
(
(
(
(
A quantidade de calor irradiadó será, portanto,
P
m 415,2
Q2
= 0,03
-
x 860
= 0,03 x -
x 860 = 30.606 kcal/h.
1)d
0,35
Quantidade tolal de calor dissipado:
Q= Q.
+
Q2
= 28.552 + 30.606 = 59.157kcal/h.
c ) Mass a de a r e scoada M necessária para permitir que a lemperatura da sala se eleve de 25 C para 35 C. .
A quantidade de calor para elevar a massa
M
de ar de
= 25 C para
= 35 C em uma hora
é
por
I Q = M x 0,24
li - I,)
I
sendo 0,24 = calor específico do ar (kcallkg/ C).
Podemos, então, calcular
M
M=
Q
0,24 li
- I,)
59.158
0,24 x (35 - 25)
= 24.649kglh.
8
Ventilação Industrial iluidora
(
<..
d) Volume de ar exterior a 25 C a ser insuflado durante 1 hora na sala, correspondente à massa M:
v,
=
M
. ~,
.p
(
\
\
8 .1 VENTILAÇÃO LOCAL DlLUlDORA OU GERAL DILUlDORA INDUSTRIAL
Quando , em deco rrênc ia de uma ope ração i ndusl ri al , o a r do r ec in to é a fet ado por con taminant es gerados
demodo bas tante un ifo rme , pode- se reduz ir o t eo r de sse s cont aminan tes , i st o é , d ilu ir o pr odu to , fa zendo (
pa ssa r pe lo r eci nt o uma corr en te de ar com vazão adequada. O con tamihant e, à medida que vai se fo rmando,
di lu i- seno a r e é por es te conduzi do para a a tmosfe ra exte ri or . Em ce rt os casos, p roce ss a- se um t ra tament o
do a r poluído ou contaminado antes de se proceder a esse lançamento final. As vantagens desta solução
sãoa não-inter ferência com as operações e processos indus tr ia is e o prestar -se bem quando as fontes geradoras
, depol uente s s e encon tr am d isper sa s pel o loca l de tr abalho.
. A desvantagem do sistema de diluição geral é que osgases, vapores ou fumaças que saem dosequipamentos
on esão formados, antes de atingirem o grau de diluição que Ihes confira inocuidade, podem afetar em I
maior ou menor grau os órgãos respiratórios, as mucosas, os olhos ou a pele daqueles que trab alhem no
localpor estarem os mesmos próximos aos equipamentos poluidores.
\
Quando a quantidade de poluentes gerada é grande ou sua toxicidade for elevada, não é aconselhável
enemdeve ser permitida a ventilação geral diluidora, por obrigar a quantidades muitas grandes de ar para
a diluiçãoe porque, mesmo assim, não anula a agressividade do agente poluidor se o operário trabalha
próximoà fonte poluidora.
Veremos que existe um sistema mais eficiente, que capta os contaminantes no local mesmo de sua
formação,não permitindo que se espalhem pelo recinto . Trata-se da
venlilação local exauslora,
que em
certoscasosé indispensável.
Quando, porém, o gtau de toxidez do produto o permite, usa-sea instalação diluidora por ser de custo (
bemmenor. A preocupação no caso é normalmente apenas com a remoção de contaminantes oriundos de
processosou operações físico-mecânicas ou químicas, em geral solventes de pequena toxicidade. A ventilação (
de.fumaçade cigarros, de odores, de calor sensível do corpo humano se operará concomitantemente, sem
quehaja necessidade de se somarem as vazõesnecessárias para o atendimento dos vários casos isoladamente.
Suponhamos que seforme um poluente no recinto, segundo uma vazão igual a
q
(m31h).
No recinto entram Q metros cúbicos de ar por hora. O graude concenlração C será
[c
-i
I (m /m )
I
81 I:
I Além da tabela de valores de TLV, existem tabelas que fornecem para grande variedade de substãncia~ (
eP~odutosos teores de concentração aceitáveis no ambiente, de modo a não permitir que o ar se torne
pengosopara ocupantes do recinto. (
11.A concentração em geral , ao invés de ser expressa em
m3/m3,
é expressa em
ppm
(~abela 8.1), para
qUldos,e em glm3(Tabela 8.2) ou mglm3, para poeiras e fumos. (
~
.._~ ~ ._~ u- - - - - - --
T, = 273 + 25
R = 29,27
----
p
=
pressão atm.
=
1 kgflcm2
=
10.000 kgf/m2
24.649 x 29,27 x (273 + 25)
10.000
v,
= 21.500
m~/h.
e ) A r neces sár io à combust ão do ó leo no mot or d ie sel .
O consumo médio de óleo é da ordem de 0,25 kg por kW/h. Cada kg de óleo necessita de 20 k g
de a r par a poder r ea li za r o c ic lo t érmico, de modo que para a po ténc ia
P
m = 415,2 kW, t er emos
M = 415,2x 0,25x 20 = 2.076kglh.
; ~~ I
Esta mass a gasosa sa ir á pelo cano de des car ga do moto r di es el para o ex ter io r.
f) Ar que saido recinto:
Massa:
M, = M, - M = 24.649- 2.076 = 22.573kglh
e vazão:
22.573 x 29,27 x (273 + 25) = 19.689m.l/h.
V,
= 10.000
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'I
J
.~
106
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL DlLUIDORA
107
Tabe la S.1 Concentra ção máx ima admis sí ve l C
no ar, para a lguns solventes
C Volume de ar, em m l/h, para
(ppm) d il ui r 0 ,5 kg lh domat er ial
400-500 380-470
50-100 1.430-2.850
50-100 715-1.450
20 7.150
Solvente
A concen tr aç ão C é expr es sa , como vimos , em vá ri as un id ade s, mas devemos na f órmul a 8 .2 exprimi-I a
m
3/m3,uma vezque a vazão
Q
é dada em mllh.
eO
NotemOsque 1
ppm
(1parte por milhão
=
10-6m 3/m3
= 0,000001 m3/m3.
Acetona
Benzeno
Tetracloreto de carbono
Sulfureto de carbono
Usa-se também exprimi r a concent ração em mpppc ,
1 rnpjJpc
= 1milh ão de pa rt íc ul as por pé cúbico (Tabela 8 .3 ),
Tabela S.2 Concent ração l imit e de poeiras
e fumos tóxicos
I Concent ração l imit e
(gim)
eem
g/rrf, conforme a Tabela 8.2, ou 1 parte de poluente por 10.000 partes de ar
=
10-. m3/m3 (conforme
aTabela 8.4).
Substância
Antimônio
Arsênico
Chumbo
Fumo de óxido de magnésio
Fumo de óxido de zinco
Mercúrio
Poeira de vanádio (V20,)
Nicotina
SRica
Fumo de óxido de ferro
8 .2 TAXA
VENTILAÇÃO
0,0005
0,0005
0,0002
0,015
0,015
0,0001
0,0005
0,0005
5mpppc
0,015
Taxa de ventilação Q
é a vazão de ar que, pela venti lação geral diluidora, é introduzida ou retirada
doatttbiente.É usualmente dada em m3/minou pés3/min. Quando, em um ambiente ou recinto de volume
V
a venti lação geral diluidora introduz num certo tempo um volume de ai igual ao volume do ambiente,
~z.se que ocorre uma
troca de ar
nesse ambiente, de modo que o número de t rocas de ar por minu to
serádado por
taxa de venti lação (m3/min)
volume de rec in to (m3)
Considera-se o número de trocas de um ambiente referido, portanto, à unidade de tempo, ou seja,
porminuto ou por hora. Quando se desejar referir a vazão em pés cúbicos por minuto, pode-se calcular
ataxadeventilação requerida para se obter uma
concentração desejadakd
pela fórmula 8.3.
om a ventilação diluidora consegue-se:
(
- proteger a saúde do t raba lhador pela redução da concent ração dos poluentes aba ixo do nível de tolerância;
-
salvaguardar o t raba lhador contra r iscos de explosões e inf lamações de cer tos poluentes , baixando o nível I
do <o,''',,,,,''' ' mmmm; ; [ I
=lh... di '''''''. o ~fn dnt..balh ' . ,I. =trok d. rem , o d. '0 (,~ ' I 10' I I
ponto)no ambiente; Q == G. - . - (cfm)
- proteger equipamentos e materiais contra efeitos corrosivos do ar carregado de certos poluentes. I Paiol
kd 8.3
Na prática não se consegue realizar uma diluição perfeita e uniforme do contaminante, de modoque
ao se calcular a vazão
Q
de ar puro a ser lançada no rec in to, ado ta-se um
fator de segurança K
variando' onde
de 3 a 10, conforme o menor ou maior grau de toxidez e a eficiência desejada na remoção do contaminante.
Temos então:
Tabela S .3 Concen tr aç ão limit e de poei ras miner ai s em
milhões de par tí culas por pé cúbico
I Concentração limite
mpppc
Q =
taxa de ventilação (pés3/min)
G
=
taxa de geração da substância que se quer diluir (lb/min)
387
=
volume de llb moi de qualquer gás a 7Q-F a 1 atm, i.é,
volume mo/e eu/ar
(cfllb)
p
moi= peso mole cu la r da subst ânci a que s e que r d ilu ir ( lb )
kd =
concentração permitida no ambiente, isto é, que não deve ser ultrapassada
~ dado em ppm, em volume. Corresponde ao limite inferior de tolerância da substância. Deve ser
inferiorao
TL V ( thresho/d Umit va/ue).
Pode- se us ar a ta be la de va lo re s de
VDC (Ventilation Design Concen-
, tration)(Tabe la 8.4) , c omo valo res par a kd, po is o VDC corr es ponde ao TLV d iv id ido por um coe fi ci en te
I desegurança
K,
mai or que a uni dade e compre endi do ent re 3 e 10 , c onf orme j á menc ionado.
\ Q o K ~ I
(m'~)
G
I
Substância
TLV
=
VDC
kd=K
,1:IJ1
Podemosscrever
50
50
50
20
5
20
20
20
Amianto (asbesto)
Cimento Portland
Poeira (argila, sem süica livre)
SOica- baixoteor(menosde5% deSiOzlivre)
SOica- médio teor (5a 50% de SiOzlivre)
Süica -elevado teor (acima de 50% de SiOzlivre)
Mica(com menos de 5% de sRicalivre)
Talco
Pedra-sabão com menos de 5% de SiOz
GOG38710'
KI I I
~ TLV. . 84
.ou
........
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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,1
108 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 8. 4 Valores de VDC Ventilatíon Desígn Concentratíon) - concentração máxima
permitida, para vários solventes industriais
Tabel a 8.5 Recomendação para val or es do coef ic ie nte de s egurança K par a se r
a pli cado sobr e o VDC
Considera-s e uma subst ânci a a lt amente tóx ica quando TLV s 100 ppm, moder adamente tóx ica quando 100 <
TLV< Sooppm e levemente tóx ica quando TLV ; . Sooppm.
ão se recomenda ventilação geral ilui or p r substânciasaltamente tóxicas
Devem-se uSar valores superiores de K quando a taxa de geraçâo lia substância é variável.
Tabela 8.6 Tox idez de al guns ga ses e f umos ( em par te s por 10.000 par te s de a r, se gundo
Henderson e Haggard)
-<r
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL DILUlDORA
109( I
~. G ~7 ~ I
P voe I 85 [
8.3 CASOSA CONSIDERAR
Temos doi s casos a considerar na venti lação geral indus tr ia l d iluidora :
a ) t ra ta -se da e liminação de vapores de solventes e gases ;
b)visa- se à e liminação de par tí culas sól idas (poei ras, fumos).
VejamOSestes casos.
I ' caso: ElimInação de vapores de solventes e gases
podemos usar as fórmulas 8 .3 e 8.4 em unidades inglesas, ou o cálculo aba ixo espec if icado.
Chamemos de:
Q
= vazão de ar a ser renovado (m31h), i. é, a taxa de renovação;
K = fator de segurança (valor compreendido entre 3 elO);
q = volume de vapor de solvente liberado em uma hora;
m = mas sa de vapor do solv en te l ib er ado em uma hora (kglh );
c = concentr aç ão admis sí ve l d e polu en te no a r ( em part es por 10.000 part es =
8.6), ouem ppm.
1 ppm = 10-6 m /m3 (Tabela 8.4);
p = p re ss ão a tmos fé ri ca l oc al
=
760 mmHg.
760 mmHg x 13,6 = 10.330mmde coluna deH,O ou 10.330kgflm2;
Vm = volume molecular (m3);
M = massa molecular = 28,95(kg);
T
= temperaturabsoluta273'+
r)
em'C;
r = cons ta nte un ive rsa l dos ga ses per fe it os, igua l a 29,27 kgf. mlkg . moI , 'K .
10- m3/m3- Tabelú
Podemos e scr ever de a cor do com o que ensi na a fís ic a
p . Von= M . r
. T
Ovolume molecular será:
Vm = M . r . T
RT
P
sendo
i R = Mr = 28,95 x 29,27 = 848kgf . m/kg . moi, 'K
I
: Logo
,
[ V ~TI
I
8.6
O
volume to tal d e s olv en te l ib er ado . por ho ra é dado por
RT
m-
q=~
p
848
(pesomoI.)
10.330
8.7
m.
x (273'
~.
VDC
VDC VDC
Substância
(ppm)
Substância
(ppm)
Substância
(pprn)
Acetona
150 Acetato de amila
75 Benzol 25
Acetato de butila
75 Álcool butílico
25 Butilcelosolve 25
Éter buttlico
25 Dissulfeto de carbono
7 Tetracloreto de carbono
25
Celosolve
50 Acetato de celosolve
50
Clorofórmio 25
Cicloexanol
50 Cicloexanona
25 Ortodic lo ro -benzeno
50
Dicloroetileno
75 D icloroetiléter
10 Diclorometano 200
Dioxano
25 Éter etílico
75 Acetato de etila
75
Álcool etilico
250 Dicloroetileno
25 Isoforona
10
Acetato de isopropila
75
Álcool isopropílicO
150
Éter isopropílico
50
Mesity/ oxide
10 Metanol
100
Acetato de metila 75
Acetato de metilamina
75 Álcool metilamílico
25 Metilcelosolve
25
aoreto demeti Ia
200 Metiletilcetona
150 Met il is obuti lc et ona
150
Monoclorobenzeno
50 Nitroetano
50 Nitrometano 50
Penlacloroetano
2
Éter de petróleo
500 Nafta de PMV
200
Acetato de propileno 75 Tetracloroetano 5 Tetracloroetileno
100
Toluol
100
Tricloroetano
100 Tricloroetileno 100
Turpentina
75 Xilol
75
Tipo deentrada e
Substância
Substância Substância
saída de ar altamente tóxica
moderadamente txica
levemente tóxica
Teto perfurado para
NR
3
\ 1,5
ent rada dear
(não recomendada)
Bons difusores para
NR
3-6
'
2-3
ent rada de ar
---
Janelas para ent rada de are
NR
6-10
3-6
exaustores de parede para
saída doar
Concent ração máxima Concent ração máxima
durante 1hora de
admissível para exposição
Substância química Rapidamente fatal
exposição
prolongada (VDC)
Amônia (NH,)
50-100
3
1
Benzeno 190
31-47
1,5 a 3
Sulfureto de carbono 20
5
0,2
Anidrido carbônico CO,
800-1.000
-
-
Monóxido de carbono CO
20
10
0,5
Tetracloreto de carbono ca,
200
10
0,5
Cloro CI.
10 0,5 0,01
Sulfeto de hidrogênio SH,
10-30
2-3
1
Vapor de chumbo
-
-
5-6
Anidridosulfuroso50,
10 1
0,1
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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Ii
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lij
I:i:
,
,
~
f
O volumede ar a ser renovado Q é dado por . i
I
Q_~K
I
_-Bi
--JI
conformevimosanteriormente.
I
C é a concentração admissívcl do poluente e K o fator de segurança.
;
Dados:
i
EXEMPLO8.t I
Uma ind~ st ri a empr ega ace tona como so lvente de re si na s e p repa ro de vern iz es. A experi ência indi co I
que , por vapori za ção , oco rre uma per da d iár ia de 3 kgdess e so lven te , numa jo rnada de 8hor as. A t empera tu rU
ambiente é de 30 C. No local onde se situa a indústria a pressão atmosférica é de 750 mmHg. I ,
Pretende-se realizar uma instalação geral diluidora. I AvazãoV de ar pará manter a concentração C permitida será (fórmula 8.9):
Calcular a vazão de renovação de ar necessária.
110
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL DlLUIDORA
IIt
gSEfdI'LOU
d
.
d
h b
.
d
.
d t d
'
r d
um s etor e uma tn ustna, o c um o e errett o em conta o com o ar, e por I erença e pesagens
chegou-seâ conclusão d: que, em 25 dias úteis de trab~lho de 8 horas diárias , houve uma sublimação de
dechumbo, convert tdo em contato com o ar em óXIdode chumbo, venenoso. Qual deverá ser a vazão
~ ~enovaÇãOde ar, em uma instalação geral diluidora, para que não haja danos â saúde dos operários
;quela seção da fábrica?
.,
60g + 25 dias + 8 h
=
0,3gIh de chumbo sublimado
=
0,0003 kglh;
~ ., 0,2
mg/m3
(verTabela8.2)- concentraçãolimite;
K .,coeficientede segurança= 5.
Dados:
m = 3 k g :,. 8 h = 0,375 kglh
P , = peso molecular da acetona = 58,08 (consulta em livro dequímica)..
p = pressão atmosférica local
=
750 x 13 ,6 = 10 .200kgf /m2
C = concentração admissível da acetona = 450 ppm (Tabela 8.1)
Mas, I ppm = 10-6m3/m3
logo 450 p pm = 4,5 x 10-4m3/m3
K = fator desegurança. Adotemos o valor 5 .
106P
5 x 106 x 0,0003 = 7.500m3fh ou 125m3/min.V.,K-=
0 2
,
Calculemos o volume de acetona evaporado
q
e que deve s er. r emov ido pel o ar (f órmu la 8 .7 )
R =
Mr = 28,95 x 29,27 = 848 kgf . mlkg . moi, K I
I
I
I
.
, EXEMPLO.3
i
Num processo, l ibera-se 0,045 lb/min de um solvente para o qual o VDC
=
150 ppm e cujo Pmoi
=
j 58,4Ib. Q ual a taxa de ventilação para que se obedeça ao valor da VDC
(Ventilation Design Concentration)?
I
Solução:
i P.oI =
58,41b (acetona)
I
I
VDC(Tabela 8.4)
=
150 ppm
G ' 0,045lb/min (taxa de geração da substância)
I Apliquemosfórmula8.5:
I
I
I
i
Vazãode ar a ser insuflado:
I
I
I
I
1
8.4TEMPOPARAO ESTABELECIMENTO DE UMDADOGRAUDE CONCENTRAÇÃONUM
RECINTO
i
I
I
i
R
848
- x(273 + 30)
58,08
10.200
m - T
0,375 x
q =
Pm
0,162 m3fh --
p
387 106
Q= G-.-
Pmol VDC
:11
A vazão Q, segundo a qual o arvaiser renovado, será:
0,162
Q =
~ =
C
= 360 m3fh de ar (fórmula 8.8)
4,5 x 10-4
106
-=
150
387
-x
58,4
r
I
Q
= 0,045x 1.988cfm.
Com o fator de segurança
K
= 5 , a vazão deverá ser
Q' = 5 . Q = 5 x 360 = 1.800
m3/h.
,.,
t:
;;;
il
ll
l
:111
li
,lI
~lii1
2. Caso: Eliminação de par tí culas sól idas
Chamemos de
Chamemos de
V ovolume do recinto (m3);
q
ades ca rga de con taminan te no r ec int o, em m3fh;
Q,adescarga de ar insuf lado do exter ior para o recinto;
I
C, aconcentr aç ão i ni cia l no in stant e em que se in ic ia o in suf lament o de a r;
. C a concentração final, após o tempo
t.
I
I Demonstra-seque o tempo t, necessário para que a concentração inicial Coatin ja o valor final C, é dado
I
pelaexpressão:
P
=
massa de poeira formada durante 1hora;
C = concentração máxima admissivel (mglm3)
I kglm3
=
106mglm3;
V = vazão de ar a ser renovado cada hora
V
=
I06P
C
~IIIJ
O'.; , '0''' ''0 omio ~,''', ça
K iE.
I I10', I
'
G ,. ~.
en
q
-
Q,c.
I '.10
=
K
C (m
Ih)
I Q,
q
- Qi . C
~.,I~
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 64/210
I
[
1
1'
~:
.
f
I
'
[
.
j .'
~
,;~
~.I,
'~j1
: I
I
J
t
1i
i~
l' ,.' i.
I
.
i~
.
r
~~ i
I
'ru
, ~
ht
I :I
'ti
Ullill j'
;I
.I
~
I
H
':I , I
.rl: ,
r-
I
I
Seno início do insuf lamento do ar o ar no rec in to fosse puro, teríamos Co= Oe aexpressão acima passaria
~c '
I1Z VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
I I .
I
V q
, OU
t=-.tn
.
(1 q-Q .C. Gi
Su po nh amo s q ue nu m rec in to ex is ta um a c er ta c on ce nt raç ão C . e q ue a o s e ini ciar a ins uf laç ão de ar s ei
suspendaa produçãode poluenteno local q = 0), Paraquea concentraçãoC. sereduzaao valorC
a insuflação deum volume Qi deverá ser feita durante o tempo 1dado por '
I
,=
f.
rn~
I
G
XEMPLO
8.4
Em uma salade 6 m x 4 m x 3 m, opera um equipamentodo qualescapaconsiderávelquantidade
de amônia.
Peloconsumode amônia,chegou-se conclusãode que a vaporizaçãoda mesmano ambienteéda
ordemde0,25m3/h.O sistemadeventilaçãodasalainsufla(e retira) 800m3/hdear.
Apósque tempoascondiçõesdo ambientesetomariaminsalubres?
I
I
olução:
V q
-
Q,Co
1 =-' tn.
Qi q
-
QiC
600
(
0,18 - (1.000
4 x 10-4)
)
=-.tn.
1.000 0,18 - (1.000 x 2 x 10-4)
1 = 0,6
tn
(
~
)
0,02
= 1,38h 83minutos.
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL DlLUIDORA
Seo solvente cessassede ser lançado, chegar-~-ia ao valor de C = 2 X 10-4p/papós o tempo
V Co
t=-
.tn-
Q C
00,
600 4 x tO-<
t = - . tn = 0,41h = 25minutos.
1.000 2 x tO-<
8 .5 VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA PARA EVITAR FOGO OU EXPLOSÃO
]D
l
(
(
Volume da sala
V
= 6 x 4 x 3 = 72m3
Vazãode ar insufladoQ/ = 800m3/h
Amônia (NHj) liberada q = 0,25m3fh
Para certos produtos químicos, o risco de inflamação ou de explosão é uma consideração da maior
importânciaquando se realiza um estudo de ventilação por diluição.
Co ns ult an do a Tab ela 8 .6, v emos q ue a c on cen tra çã o máxima d e amôn ia du ran te 1 h ora de e xp osi ção ,
em partes por 10.000partes dear, é igual a 3, ou ~ja, I
C = 3 x 10-<partesdeNH3por 1parte dear. I
No in íc io, o a r e sta va pu ro , d e mod o q ue us aremo s a f órmu la 8. 11 :
V
t
=-. tn
Q/
q
q - Q
Assim,
72
(
0,25
)
.
1
= - tn . = 0,29h 17mlOutos
800 0,25
-
(800 x 3 x 10-<)
EXEMPLO 8 .5
Num recinto de 600 m3 existe uma concentração de benzeno igual a 4 partes por 10.000partes dear .
e são vaporizados 0,18 m3fh. Se l igarmos o equipamento de exaustão, que fornece 1.000 103fhde ar,
após
quanto t empo a con cent ração a ti ng ir á o índ ice ace it áv el d e 2 p ar te s p or 1 0.00 0? ,
I
I
Solução:
Volume da sala: V
Concentração inicial: C.
Concentração de~jada: C
Vazão de ar insuflado : Q,
Vazão de benzeno vaporizado: q
= 600 103
= 4 x tO-<partes/parte
= 2 x tO-<
= 1.000m3/h
= 0,18m3/h
O temp o 1 será d ad o p ela f órmu la 8.1 0
~.
Tabela 8 .7 Concentração
máxima C (em p ar tes po r 10 .00 0
p ar te s d e a r) p ar a exp os ição
pro longada (segundo Henderson
e Hagga rd ) (VDC)
Substância
Anidrido sulfuroso
Amônia
Anilina
Benzeno
Arsina
Sulfureto de carbono
Monóxido de carbono
Tetracloreto de carbono
aoro
aorofórmio
Éter (etllico)
Aldeído fórmico
Gasolina
Sulfato de hidrogênio
Vapor de chumbo
Metanol
Ácido hidrofluórico
Brometo de metila
aoreto de metila
Fumos nitrosos
Fosgênio
Fosfeno
Tetracloroetano
Tolueno
Terebintina
Xileno
C
0,1
1
0,1
1,5a3
0,01
0,2
0,5
0,5
0,01
1
4
0,2
10
1
5-6
2
0,03
0,5
10
0,1
0,01
0,02
1,5
2
2
1
\
\
\
\
(
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\
(
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...
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'
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.
iI-,ijl
114
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
o valor kd da concentração do produto no ambiente deverá ser inferior ao chamado l imite inferi
de inflamabilidade ou explosividade . Or
Chamemos de
kd
o valor da concent ração desejada;
LEL
-
o
Limite Inferior de Explosividade,
expresso em porcentagem
kd
deve ser infer ior ao LEL)'
{, um fator de segurança que depende da porcentagem do LEL necessária para que ocorram condiçõe
I
de segurança. Verifica-se que, na maioria dos fomos e secadores , a concentração de vapores nã~
cos tuma ser superior a 25% do LEL. Em fornos cont ínuos , bem vent il ados , adota-se { , = 4, e em
fornos intermitentes, t, varia de 10 a 12; I
Em fornos sem circulação de ar ou fornos intermi tentes , ou, a inda, em fornos contínuos inadequadamente
I
ventilados, pode vir a ser necessário adotar maiores valores para {,. I
q ou G'a taxa de geração da substância que se quer diluir. I
B é uma constan te que leva em conta o fato de que o LEL diminui quando a tempera tura aumenta'
Assim, .
B
= 1paraT< 250'F
e
B
= 0,7 para> 25O P.
Os valo re s dos l imi te s de to le rânc ia (TLV) são sempre in fe rio re s aos ní ve is in fe rio re s de exp los iv idade
(LEL).
A vazão necessária para atender aos valores de LEL, {, e B pode ser calculada pela expressão:
,~j
I
3~I~f l
G
= G . - . - . - 8.\3
Pmol LEL B
i
I
. 8.6 MISTURA DE SOLVENTES
I
Quando houver mais de uma substância poluidora no ambiente, deve-se levar em consideração seus
efeitos combinados. Na ausência de informação em contrário considera-se a
soma
dÕ5efei tos das d if er en te s
substãncias. '
Chamemos de C aconcentração da substância noar ambiente, determinada exper imentalmente ou avaliada,
e
TL V,
o valor do limiar de segurança correspondente.
, ~
i~
f
Ii
Calculemos:
I
~
+ 5L Lu. + 5L I I 8.141,
LV\ TLV2 TLV. I
,
,
Se a soma for maior que a unidade, é sinal de que o valor l imiar de segurança foi excedido. Calcula.se
a quantidade de ar necessária para diluir com segurança cada componente isoladamente e se somam as
vazões, a fim de seter a vazão damistura.
Havendo duas ou mais substâncias poluentes e sabendo-se que os efeitos das mesmas não são adi?vOS,
mas que agem independentemente em diferentes órgãos do corpo humano, calcula-se a ventilação diluldon
necessária para cada um dos poluentes componentes e adota-se o maior dos valores encontrados comoI
taxa de ventilação diluidora.
EXEMPLO.6
.
Em uma operação de pintura indus tr ia l, estão sendo empregados s imul taneamente dic lorometano (cloreto
de met il eno) e metanol (álcool met íl ico) , ambos de propr iedades narcotizantes .
Nas análises, verificaram-se as seguintes concentrações:
c lo ret o de me ti leno 300 ppm
metanol 100 ppm
Ver if icou-se uma evaporação de 0,683 l lh de álcool met íl ico e 0,840 l /h de clore to dc met il cn.. ..
f'le
VENTILAÇÃO Il'iDVSTRIAL DILUIDORA 115
Consu lt ando a Tabela 2. 9, vemos que osTL V para as subst ância s consi de rada s s ão
íL de álcool mct11co. 200 ppm
íf.l/ d e c lo[ (~ ) de meuleno 500 p pm
Aplicandua expressão R.13,temos
\OU .100
-+ -~I.I
200 500
Como obt Jvemo~ val or mai ur que a unidade, vemos que o TLV da mis tu ra ro i u ltr apa ssado.
Calculemos enrão. separadamente. as taxas de dilUição. Podemos aplicar a rórmula da ACGIH para
obtermosa taxa de diluição em
1m.
403 x (densidade do liquido. 10 . K . pinrs
por hora)
Q
Peso molecular do líq. x TL V x 60
K
fator de segurança
Adotemos:
K 4para o cloreto de metileno
K 6 para o álcool metílieo
Notemos que 1
pint
(medida norte -ame ric ana) é igual a 0 ,473 I.
0,683Vh -+ 1,444
pints
de álcool metílico
0,840Vh
-+ 1,775pints de cloreto de metileno
Pesomolecularde álcool metílico: 32,04 Ib
Pesomolecular do cloreto de metileno: 84,94 Ib
Densidade do álcool metílico: 0,792
Densidadedo cloreto de metileno: 1,336
(
Podemos, agora , calcular as taxas de diluição
403 x 0,792 x 106 x 6 x 1,444
Qi coo
metRico
=
32,04x 200 x 60
7.192cfm
ou
431545 c{hora
~ IO d eme ti lc no
-
403 x 1,336 x lQ6 x 4 x 1,775
84,94 x 500 x 60
= 1.500cfro
ou
90.000 c{hora
Taxa
ded ilu iç ão para a mis tu ra, em cond içõe s norma is de temper at ura e p re ss ão
cntp):
Q = 7.192 + 1.500
=
8.692 cfm
ou
Q
=
8. 692 x 0 ,028 = 243 m)/min pa ra a d il ui ção nece ssá ri a.
ATabel a 8 .8 f ornece a i nd icação do número de c fm (a r em condições norma is de tempera tu ra e p re ss ão,
CIIlpnecessáriospara conseguiruma diluiçãocorrespondenteaos valoresdo TLV (coluna 1). A coluna
(2)serefere a
pints
e a (3) a
libras
de produto evaporado.
i EXEP. PLO.7
i
Suponhamos que se ja evaporado 0, 683 Vh de á lcool me tíl ico, is to é , 0 ,683 + 0 ,473 = 1 ,444
pinto
A coluna (1) da Tabela 8.8 indica 49.100 cf para a diluição de 1
pinto
Para 1,444
pint,
teremos
1.444x 49.100 = 70.900cf.
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116
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Mas essa diluição ocorreu em 1 hora = 60 minutos , de modo que o vo lume de ar por minuto será
de
70.900 . ;. 60 = 1.180 cfm.
Adotando um fator de segurança K = 6 , pa ra es ta rmos bem l onge do l imiar d e to le rã nci a, obte remos
.Q = 1.180x 6 = 7.080cfm.
valor bem próximo ao calculado no exerc íc io anter ior.
Tabela 8.8 Volume de ar em pés cúbicos em condições normais de temperatura e pressão (cntp) para diluir
1pinl
(0,473 I) ou 1 libra de poluente evaporado
Os valores tabelados dc\'cm ser multiplicados pelo fator de segurança
K
t~;
,
i .
~II
9
i
1
I
::i'J.
i
Dutos para ondução do r
'~I
I
9.1 DIVISÃO DO ASSUNTO
li
Vimos que em cenos casos pode-se ou deve-se insuf la r ou remover o arde um rec in to colocando venti ladores
ax ia is n as paredes , que normalmen te são a s ex ter io re s. Mu it as ve zes es ta so lu ção não é pos sív el ou mesmo
conveni en te, h avendo nece ssi dad : d e re co rre r a duto s com bocas de i ns ufl amen to ou de exau st ão, confo rme
o cas o. Ess es duto s conduzem o a r gr aça s à ener gi a que é comunic ada ao mesmo ou à r are fa ção, p rovoc ada s
po r um ven tila do r lo cal iz ado , em ger al , em l oca l s eparado e at é a ra zoável d is tâ nc ia do r ec in to a ven ti la r.
Por meio de boc as de i ns ufl amen to ou de c ap taç ão adap tadas ao s dut os pr in cip ai s ou a suas rami fi ca çõe s,
pode-se conseguir um adequado insuf lamento ou uma sat is fa tóri a captação, sob o ponto de vis ta de dis tr ibuição
de va zão e de vel oc id ade de e scoamen to no amb iente .
O si st ema de duto s para vent il aç ão é e studado sob do is as pec to s:
-
o do escoamento do ar no inter ior dos dutos, desde sua cap tação a té sua expulsão. É o aspecto que
in te res sa d ire tament e ao dimens ionamen to e ao p roj et o da rede de dut os e seus a ce ssó ri os;
- o dos mater ia is const itut ivos dos dutos , das peças e equipamentos complementares ao s is tema de dutos .
-
~.
Vejamos estas duas panes, separadamente.
ki
9.2 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES QUANTO AO DIMENSIONAMENTO DOS DUTOS
PARA INSUFLAMENTO E ASPIRAÇÃO
9.2.1 Equação de continuidade e equação de conservaçãoda energia
1
~,
O sistema de dutos de venti lação vem a ser uma disposição de tubulações para a condução do ar sob
pressão pouco elevada, onde, ponanto, a compressibilidade do ar pode ser desprezada, não ocorrendo no
escoamento os fenõmenos termodinâmicos que se verificam, por exemplo, nas linhas de ar comprimido e
de vapor.
O dimensionamento, qualquer que seja o método adotado, baseia-se na
Equação de Continuidade
e
no
Princípio de Conservação da Energia paraos Fluidosem Escoamento
traduzida pela equação de Bemoulli.
A Equação de Con tinuidade mos tra que o valo r de vazão é ob tido pelo produ to da área da seção
normal aos filetes líquidos em escoamento pela velocidade média na mesma seção
I
Q = S .
V I I
9.1
I
sendo,
Q, a vazão, expressa em m3/sou metros cúbicos por minuto (mcm), ou em pés cúbicos por segundo (cfs);
ou ainda em pés cúbicos por minuto (cfm);
S, a área transversal da seção de escoamento, em m' ou pés quadrados (fi', sq. ft);
V
a velocidade média de escoamento do ar em
m/s
ou fps (pés por segundo) ou ainda fpm (pés por minuto).
'.
Pés cúbicos de ar (cntp) necessários para diluição aos
valores do TLV
P/I
pint
evaporado
TLV
(1 pint = 0,473I)
Por libra evaporada
Líquido
<D
<2>
Q)
Acetona
1.000
5.500
6.650
Acetato de amilo-n
100
27.200
29.800
Álcool isoamilico
100
37.200
43.900
Benzol
25
Não se recomenda ven . diluidora
-
Álcool butilico
100
44.000
52.200
Acetato de butila-n
150
20.400
22.200
Butil celosolve
50
61.600
65.600
Dissulfeto de carbono
20
Não se recomenda
-
Tetracloretodecarbono
10
Nãose recomenda
-
Celosolve (2-etoxietanol)
200
20.800
21.500
Acetato de celosolve (2-etoxietil-acetato)
100
29.700
29.300
Clorofórmio
25
Não se recomenda
-
1-2 Dicloroetano
50
Não se recomenda
-
Dicloroetileno
200
26.900
20.000
Dioxano
100
47.600
'43.300
Acetato de eti la
400
10.300
11.000
Álcool etilico
1.000
6.900
8.400
Éter etilico
400 9.630
13.100
Gasolina
Requer estudos especiais
-
Acetato de metila
200
25.000
26.100
Álcool metilico
200
49.100
60.500
Metil butil cetona
100
33.500
38.700
Metil celosolve 25 Não se recomenda
-
Acetato demetilcelosolve
25
Nãose recomenda
-
Metil etil cetona
200
22.500
26.900
Metil isobutil cetona
100
32.300
38.700
Metil propil cetona
200
19.000
22.400
Nafta (pixe)
100
30.000-38.000
40.000-50.000
Nafta de petróleo
500
Requer estudos especiais
-
Nitrobenzeno
1
Nãose recomenda
-
Acetato de n-propila
200'
17.500
18.900
Álcool isopropi1ico
400
13.200
16.100 .
Éter isopropilico
500
5.700
7.570
Solvente Stoddard
200
15.000-17.000
20.000-25.000
1,1-2,2 Tetracloroetano
5
Não se recomenda
-
Tetracloroetileno
100
39.600
23.400
Toluol (tolueno)
100
38.000
42.000
Tricloroetileno
100
45.000
29.400
Xilol (xileno)
100
33.000
36.400
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118
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
EXEMPLO .
Num duto de ventilação industrial devem passar 2.400 pés cúbicos de ar por m inuto (68 mJ/min), com
uma velo ci dade de 600 pés por minuto (183 n /min ). Qua l o d iãmet ro do duto no tr echo?
Solução
Pela Equação de Continuidade:
Q 2.400
S = - = - = 4 pés quadrados ( sq . f i) = 4 x (144)
=
576sq . inou576 x 6,451= 3.716emz
V
600
Diâmetro: d
~:
11
4 x 576
= 27
Usando duto circular, teríamos um diâmetro de 27 (68,6 cm).
A equação de.Bernoulli nos revela que, se considerarmos a unidade de peso de fluido escoando entre
dois pontos
a
e
b
de um dispositivo de escoamento, a energia no ponto
a
é igual à que haverá em
b
mais
a perda de energ ia ( perda de carga ) no escoamento ent re
a
e
b.
Além disso, mostra que a energia da
unidade de peso do fluido
(P = 1),numa
posição desse peso do fluido em escoamento, é constituída
por três parcelas:
a)
energia de posição,
expressa pelo número que mede a cota do ponto em relação a um nível de referência
arbitrário. É a cota h. Est a g rande za, impo rt an te no c as o de lí qu ido s, em in st al aç ão de ven tila ção , t em
valor desprezível;
b)
energia de pressão
ou pressão expressa em unidades de altura de um líquido escolhido, e que no caso
da ventilação costuma ser
milímetros de coluna de água
(mm ca ou mmHzO), ou
polegadDsde água.
A
grandeza éo termo
L
, d esi gnado também por pressão estática P. ou PE, onde 'Y é o peso específico do
'Y.
ar = 1,2 kgflmJ(em condições normais de temperatura e pressão);
c)
energia cinética
da unidade de peso, expressa em unidades de altura de coluna de água.
V2
i
Corresponde ao termo - , o qual é designado também por
altura representativa da velocidade,
ou por
2g
.
pressão de velocidade ,e m esmo,por pressãodinâmica . .
A n rgi
total H
da
unidade depeso
do fluido em escoamento, em uma determinada posição em relação
a um p lano de re fer ência , s er á, po rta nto , e xpr es sa por
I H
-
h
+
~
+
~ I I
92
I
o
desnível energético
da unid ade de pe so de f lu ido entr e dua s posi çõe s
a
e
b
de um sis tema de tubulações
ou dutos de escoamento vem a ser a perda de carga J .-b en tre os mesmos e é ca lc ula do po r
J.-b =
(h. + ~
'Y
V2
+ -'
2,
) (
Pb V2b
)
hb+ -; + ~
9.3
Dividindo-se essa perda J. -
b
pelo comprimento retilíneo do trecho
a
- b, obtém- se a perda de ca rga
unitária
correspondente às condições propostas.
Para que o ar escoe ao longo de um duto, é mister fornecer-lhe essaenergia J. -
b
a f im de que possa
chegar ao ponto
b
situado numa cota
hb,
com uma pressão
Pb
e uma velocidade
Vb
Em geral o-desnível
topográfico
(h.
-
hb)
é desprez ível , de modo que podemos escrever:
DUTOSPARA CONDUÇÃO DO AR
119
I
J.~-~ +
Sf 1 . I
9'
I
Est a ener gia deve rá s er pr opo rci onada por um vent il ador, e d everá s er c alc ula da a fim de que s e pos sam
especificar os dados dessa turbomáquina operatriz.
É necessário t er presente que carga s igni fi ca nível energét ico e é dada pelo t rinômio de Bernoul li .
A energia dissipada, isto é, a perda de carga, ocorre em razão do atrito do ar ao longo da extensão
do duto, nas curvas, nas mudanças de direção e de seção e nas derivações. Ocorre, também, em virtude
do at ri to in te rno do f lu ido e de a lte rações na s t ra je tó ri as e nos tu rb il honament os da s par tí cu las , que ocor rem
principalmente nas bocas de toma<ki e saída de ar, em grelhas, filtros, registros e nas próprias peças de
concordância.
..il
i
.TI .
prueóo a tmos féri ca
rn ao atmosférica
Flg. 9.1 Diagrama de variação das energias em uma instalação com dutos e bocas de insuf1amento.
i
,
Consideremos a Fig. 9.1. Nela vemos esquematicamente representada uma instalação de insuflamento
mecânico de ar. O ar passa pe lo f il tro
A,
penetra com uma vazão
Q
no venti lador em C, onde recebe
energia graças à ação das pás do venti lador, saindo em
D.
Com a energia recebida , o ar, com a mesma
vazão
Q,
se desloca ao longo de um duto, . do qual saem, suponhamos, três ramificações com as vazões
Q..
Qz e
QJ
cuja soma, obviamente, é igual a Q.
O d iagrama (a ) da F ig . 9 .1 mos tr a como va ria a ener gi a de p re ss ão L que já designamos também corno
. 'Y
pressão estática (Pcs'ou
PE).
Na boca de entrada do venti lador, esta pressão é inferior à atmosférica, o
que toma possívela entrada doar no ventilador. Graças à energia de pressão
PE,
comunicada pelo ventilador,
o ar escoa no du to. Mas essa energia va i ba ixando em vi rtude das res is tênc ias que se'o ferecem ao seu
escoamento, i sto é , das perdas de carga , de modo que na ú lt ima boca de insuf lamento a p ressão é igua l
à da atmosfera reinante. O mesmo ocorre, aliás, nas saídas das outras bocas de insuflamento.
O diagrama (b) mostra que o ventilador comunica ao ar uma certa velocidade de escoamento sob certa
pressão e, portanto, uma determinada energia cinética para manter a vazão ao longo do duto. A velocidade
do ar no duto é escolhida de acordó com dados obtidos de instalações bem-sucedidas, isto é, que foram
bem projetadas e executadas. A velocidade não deve ser elevada demais, pois se o fosse, além de reduzir
a parte correspondente à energia de pressão, produziria vibração e ruído nos dutos. Como foi mencionado,
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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1 20 VENTILAÇÃO INDUSTR IAL
a energia cinética é denominada também de pressão dindmica PD), embora fosse mais correto designá-I
por energiadindmica expressaem coluna de um liquido especificado (mmca, mca etc.). a
Para se manter a PD constante ao longo do duto de insuflamento, deve-se ir reduzindo sua seçãoà
medidaque forem proporcionadas saídasde ar pelas bocasde insuflamentoou dutosde ramificações secundárias
O diagrama (c) representa o traçado da linha energética total ou da pressão total PT, cujas ordenad~
são obtidas considerando-se a soma algébrica das parcelas de energia de pressão (pressão estática PE) e '
,::nergiacinética (pressão dinâmica PD). Vê-se que, nofinal doduto, o ar sai com uma certa energia cinética
,to é, tem uma pressão dinâmica residual; de modo que penetra no recinto com uma certa velocidade.
I
Embora o dimensionamento dos dutosse correlacione como problema da escolha do ventilador, costuma.seI
prática separar as duas questões para maior simplicidade, embora aquilo que venha a ser estabelecido
n relação aos du to s afete o va lor da pressão total e os valores de suas componentes e, portanto, o t ipo
.
ltência e as características do ventilador. .
A NB-I0 /1 978 d a ABNT c la ss if ic a a s pres sõ es se gundo a s quai s o a r e sc oa em dutos em
ixapressão:
dia pressão:
pressão:
pressão estática até 50 II lmHp e velocidade de até 10 m /s
pr essão estática até 150 inmHIO e v > 10 mIs;
pr essão est át ica entre 15~ a 250 mmHIO e v > 10 m/s.
9.2.2 Perd~e carga emdutos circulares
= 186fpm;
O cá lc ulo d a pe rd a d e ca rg a, o u s ej a, de en ergi a em dutos c ir cu la re s pode se r r eal iz ado u sa ndo a fórmula
universal de Darcy e Weisbach ou di agramas baseados no empr ego de dutos de determinado materi al COm
rugos idade defin ida e válidos para o ar de determinada densidade .
O primeiro método é geral, aplicável quando se conhece a rugosidade do material do duto, o pesoI
es~ecífico da mistura gasosa e a viscosidade da mesma. Vejamos como se procede na aplicação do ét ~
I
universal.
Aplica-se a fórmula
I.. o
I.
+ ~ ). y I
P,-
I 9.S
r
1
A perda d e ca rg a n es ta fórmu la é express a em Pas ca l, po rque o termo ent re p arên te se s es tá mul ti pl ica do
pelo peso específico 1. Notemos que:
1 Pa cor responde à pressão de 0,1 mm de col una de HIO, ou 1 N /mI;
1 b ar, a 10' Pa ou 100 kPa;
1 a tm , a 101.325 Pa ' 1 01 kPa;
10 mca , a 101kPa ;
1 mca, a 10 kPa;
10 cmca, a 1 k Pa.
,'r
, I
DUTOS PARA CONDUÇÃO DOAR
121l
(
pde v é o coeficien te de v iscosidade c inemática em micropascal
.
segundo (p.Pa.s) (Tabela 9.1). .
o Para o ar à pressão atmosférica normal, temos os valores da viscosidade e do peso específico indicados
(
)
p' Tabela 9.1.
Tabela 9 .1 Peso espec íf ico 1e v iscosidade c inemática 11do ar
Tempera tura Pesoespecí fi co1
Viscosidadeinemática
('C) (kgflm') microPa .s
O 1,2922 17,780
10 1,2467 17,708
20 1,2041 18,178
30 1,1644 18.648
40 1.1272 19,118
50 1,0924 19,588
(
(
(
€ (
Calculadas as grandezas
-
e Re, pode-se usar a fórmula de Colebrook ou o diagr ama de Moody (Fig.
d
1
9 .2)pa ra obter o coeficien te de a tr ito f. Obtido f, têm-se todas as grandezas para calcular a perda de carga
Ap,também des ignada pela letra J .
EXEMPLO.2 K
Ca lc ul ar a pe rd a da c arga em um du to ret il íne o d e pol ip ro pi le no (€
2Smde exten sã o e conduzindo 1 ,1 00 m3/ s de a r a 30'C.
Ir
c
~ 0,05
'
~
I .
,
: 0,04
r
0,03
I
= 0,00015 m), de 45cm de diâmetro'j
ES O M
0,1
0,09
0,08
0,07
0,06
A fórmula 9 .5 deve ser aplicada com as seguintes unidades:
1 - comprimento do duto, em metros; ./
d - diâmetrodo duto,em metros;.'
v - vClocidade,mmetrospor segundo; /'
1 - p es o e spe cí fi co do ar (ou out ro g ás ), em qu ilog rama- fo rç a (qu ilog rama-pe so ), p or met ro cúbico .
I ~ 0,015
A grandeza f é o coeficiente de atrito ou de resistência ou de per da de c ar ga e d ep ende d e dua s g rande za s: r
p
~
0,01
0,009
0,008
- rugos idade relat iva das paredes doduto ~ , s en do € a rugosida de ab solut a e
d
o diâmet ro do duto.
d
Para dutos de chapa de aço galvanizado, € = 0,00015 m;
- número de Reynolds Re, definido por
I
R.o ~.y
\ G I
, &
0,025
~ 0,02
r
~
c
~~
10' 10' 10'
10?
;r10'
. .d
NUMERO REYNOLOSR.' 7
FIa..2Diagramade Moodyparadeterminaçãodo coeficiente deperdade carga.
\
10.
\
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I I 1 I I
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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122 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Solução
a) Velo cid ade de e scoamen to no duto
I
I
I
I
I
\.
Q
Q
1,100
v
=
-
TI cP
4
'TI'X 0 ,452 = 6,91 m . s -t
4
s
b)
Peso específ ico do ar
a 30'C (Tabela 9 ,1 )
'Y= 1 ,1644 kgf Jm-3
c) Viscosidade cinemática do ar a 30' (Tabela 9.1)
v = 18,648JLPa,s= 0,000018648Pa . s
.
/1;1
/ t. , ( .
.
{.,.
...>
. ')
)
Número de Reynolds
v.d
Re = -' 'Y
v
J)
6,91 x 0,45 x 1,1644 = 194.661
0,opoo18648
/ / . I.
2 00.000 ou 2 x tOS
I (
. i'~.
.11:-
~\. :
e)
Rugosidade relativa
~ = 0,OOOI5 ~0,00033
d
0,45
f} '
/V: r' .
,
;
~ .
ti
. ).,
-., ,
f) Coeficiente df atrito f
Entr ando no d iag rama deMoody (Fig . 9 .2 ) c om ~ = 0~6033 e Re = 2 x 10S,obtemos f = 0,0185
d/.
g) Perda de carga
25 6 912 .
:J.p= 00185
. - .
~ x 1,1644= 28,57Paou,emmmdecolunad'agua
, 0,45 2
28,57x 0,1 2,857mmHp.
9.2.3 Velocidadede escoamento do ar
A Tabela 9.2 fornece os valores usuais de velocidade de escoamento de ar em dutos, para o casoIk,
edificios públicos e o de indústrias de ummodo geral.
I
No caso de
plenuns,
isto é, de dutos que conservam a mesma seção transversal ao longo de todaSUl
[
'
ex ten são , n ão obst an te f orn ec erem r amif ic ações par a bocas de in suf lamento ou de en tr ada de ar con fo (( l1 /
o caso, adota-se 5 a 5,3 mls para duto s de in suf lament o e 0 ,85 a 1 ,20 mls no s de r et orno.
A velocidade terminal , isto é, do ar ao atingir o local do recinto onde foi lançado através de unII
boca de i nsu fl amen to, ao a ti ng ir c er ca de 1 ,5 m ac ima do p is o, co stuma s er de
1 mls
-
para indústrias
I
0,75 m/s
-
para escritórios
I
A Tabela 9.3 fornece os valores recomendados pela NB-10/1978da ABNT para velocidades de escoamento
em dutos de ar e s istemas de baixa pressão. .
I
r
'. '1,, ';
t
I .
DUTOS PARA CONDUÇÃO DOAR
123
Tabela 9.2 Velocidade do ar nos dutos e difusores
j
I
, .
I
I
~.
I
.\
ó'
Tabela 9.3 Velocidades recomendadas e máximas para dutos de ar e equipamentos de
sistemas de baixa pressão (NB-I0/1978)
i
I.
9.2.4 Caso do ar contendo partículas em suspensão
de Osgr áf ic os para det erminação da perda de c ar ga re fe rem-s e ao ar l impo , 'Y = 1 ,2 kg fJm3e na t empe ra tu ra
de 10 a 32'C. Quando a mesma contiver material em suspensão, deve-se fazer uma correção para a perda
carga ,pois a mesma se torna maior ,
Determina-se:
A
=
peso do material transportado
peso do ar l impo transportador
1 V2
:J.p=f - i(- Y
I
.t{
\
. .
/1
I' ,YI
=
.I fJ
-
d' 2
1
F)
{I':;'
/,,11
,;\j
Indústrias
Edi fí cios públi cos (m/min)
Designação
(m/min)
(m/s)
Ent rada dear noduto
150-270
150-360
I
2,5.6,0
Eiltros
I
90-110 110-120
1,8-2,0
Lavadorde ar
I
150-210
I 150-210
2,5-3,5
Aspiração do ventilador
I
250-300 300-430
5,0-7,2
Saída do ventilador
600-660 720-840
12-14
Dutos principais
I
390-480 540-600
9-10
Ramais horizontais
270-390
180-540
3.9
Ramais verticais
I
210-360
I
240-480
4.8
Difusoresou bocasde insuflamento I
30-120
60-300
1-5
Recomendadas (m/s)
Máximas (m/s)
Escolas,
Escolas,
Resi-
teatros e edifícios Prédios Resi-
teatros e edifícios
Prédios
Designação
dências
públicos
i ndust ri ai s d ência s
públicos
industriais
Tomadase ar exterior
2,50
2,50 2,50
4,00
4,50 6,00
Serpentinas - resfriamento
2,25
2,50 3,00
2,25
2,50 3,60
- aquecimento
2,25
2,50 3,00
2,50
3,00 7,50
uvadorcs de ar - borrifa-
2,50
2,50 2,50 3,50
3,50
3,50
dor
-
altave-
- -
9,00
-
-
9,00
locidade
Descargao ventilador mín 5,00
6,50 8,00
-
-
-
máx
8,00
10,00 12,00 8,50 11,00 14,00
Dutosprincipais
mín
3,50 5,00 6,00
- - -
máx
4,50 6,50 9,00
6,00 8,00
10,00
Ramaisorizontais
mín
-
3,00 4,00
-
-
-
máx
3,00
4,50
5,00 5,00
6,50 9,00
lUziwserticais
mín
-
3,00
- - -
-
máx
2,50
3,50 4,00
4,00
6,00
8,00
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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Peso do ar transportador
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I
No grá fi co da Fig . 9 .3 , para o valor de A, obtém-se o valor de 8, que vem a ser o fator pelo qu
se deverá mul ti pl ic ar a perda de ca rga cal cu lada para o a r limpo, para se obt er a perda de carga CODl'
ar carregando partículas.
1100
400
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2001
9 .3 DIMENSIONAMENTO DOS DUTOS
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on sideremo s p rimei ramen te os t rec ho s ret il fn eos dos dutos e de terminemos a s dimen sõ es d as se çõ es
t ra ns ver sai s do s mesmos. Para i sto, em inst al açõ es puramen te de ve nt il aç ão , r ec or re- se a o
método dindmico
ou ao método de igualperda de carga. \ 1
I '
100:
90,
80
70'
60
9.3.1 Métododinâmico
9.3.1.1 Dutosde seçãocircular
110
'1',
Es co lhe -se a v elocidad e no s d iv er sos t re cho s, c om ba se n as Tabe las 9 .2 e 9.3, d e modo que a v elocidad e
seja máxima nos troncos princ ipais e reduz ida nos trechos ou ramais secundários .
Conhe cendo -se a v az ão em cad a t re cho e h av endo sido es colhida a v elocidad e, pod e- se de terminar I
:
seção transversal do dut o e, a par tir desse val or, determina-se o di âmetr o do duto ou os lados do retângu~
,
correspondente a ,essa área. I
Para isto, numa primeira aproximação pode-se apl icar a equação de continuidade e achar a áreadir
s eç ão c ir cu lar d e um duto e s eu d iâmet ro.
Por exemplo:
ZO
40
30
Dados V
=
8 m .S-I
Q
= 4
m3 . S-I
Q - ~ = 0,50
m2
S = V - 8
10 --
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4 .6 8 I Z 3 4
{TS(4XQ,5
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m ... 31,3
Usando o gráf ico d a F ig. 9.5a, ent rando no eixo ve rt ical com Q
=
4 m3 .S-I e seguindo a reta inc linadJ
I
.
de V =
8 m .
S-I, obtemos, na reta inclinada dos diâmetros, d = 790 mm. aJ
As Figs. 9.4 e 9.4a (em unidades do sistema inglês) e 9.5 e 9.5a (no sistema métrico) permitem, jixaJ f
duas dentre as quatro grandezas Q, V, de J (perda da carga unitária), achar-se as outras duas grandezas.
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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Fig. 9.4a Perda de carga emdutos retos circulares.
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PIRDA DE CARG MtOI.
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~I, 9 .5 Perda de carga por a tr ito em mmH20/m. Baseada em ar srandard com 1,201 kgUm', escoando em duto limpo
Qrtularendo cerca de 1junta por metro. Válido para I = 10a 32'<:.
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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PERDA DE RG
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9.3.1.2 Dutos de seção retangular
Em instalações de venti lação industrial, quando o pé direito do recinto é suficientemente grande, costuma-se,
usar
dutos de seção circular. Quando tal não ocorre, convém usar dutos na seção retangular, em geral com
olado menor na vertical.
Podemos ter doi s t ipos de problemas :
a)Conhecem-se os lados
a
e
b
do du to e des ej a- se sabe r o di âmetro equ iv al en te do dut o ci rc ul ar d a mesma,
vazão.
b) ~ onhece-se o diâmetro e se procura determinar os lados
a
e
b
do duto retangular de igual vazão e,
Igual perda de carga.IROA 01 CAR8A(m.
H.o/..
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Flg . 9 .58 Perda de carga por a tr ito em mmHzO/m. Baseada em ar
s/andard
com 1,201 kgf/m', escoando em duto
limpo \
circular tendo cerca de I junta por metro. Válido pa ra /
=
10 a 32'C.
Na primeira hipótese, pode-se calcular o diâmetro equivalente pela fórmula 9.8 .
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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.çÃO INDUSTRIAL
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Lado do duto
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20 30 40 60 80 100
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Lado d o dut o ( ti ) 1Mpa l' Ioda
OFICINA
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11 4,5 Hl ',5 Gl ',0 FI
20 NCM 20 20 20
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I
F lg . 1 1. 68 Dut o r et ang ul ar e qu \v z.
lente ao circular (mesma vazão c ,
mesma perda de carga).
Flg. 11.7 Ins talação de insuflamenlO
de ar.
r
DUTOSPARACONDUÇÃO DOAR J33 I
c;sideremos seisrenovações horárias (Tabela 6.2), cada uma serealizando, portanto, durante 10minutos<
ravésde quatro bocas de insuflamento.'
(
A v~o dea r necessár ia seráde
(
00m3
aI = - = 80 ml/mio
10min
Cad a b oc a ins ufl ará 80 + 4 = 20 m3/min
b)
Fundição
Volume Va = 20 x 10 x 4 = 8 00 m3
t
{
Pel a T ab el a 6 ,3 , ado ta remo s 1 2 reno vaçõ es d e 5 m in utos d e d uração cad a.
8 00 m3
aa = -:- = 160m3/min
5mm
\.
d b oc a i ns ufl ará 160 + 4
=
40 m3/min
2)Seções dos dutos:
Trecho AB do duro princ ipal . Dev e a tend er à v azão , to ta l
a = QI + Qz = 240 m3/min = 14.400 m3fh = 4 m3
.S-I
Velocidade admissivel
V =
8 m /s
=
480 m /m in (Tabe la 9 .2 )
14.400 m3fh = 0 ,50 mZ
Áreada seção de A até B: S = 8 x 3.600 -::;:::::.-
~
XO,5
d = -
= O,797m= 31,3
1T .--
o \
Sequisermos usar duto retangular equivalente, isto é, que dê a mesma perda de carga unitária, podemos
usaro gráfico (Fig. 9.6a). Com d
= 31,3 = 795mme fixandoo lado
b = 109 em, acharemos o lado
a = 50em.
PelaTabela 9.4, obteríamos, para d = 80 em, a = 60 em e b = 90em. Adotemos a = 50 em, b = 109 im DOtrecho AB.
TrechoBC do duroprincipal
Q
=
180 m3/min
=
10.80 0 m3 fh -b
ql; . r
,
,
2 <t
} - ': ,,~. ~, .
Como o trecho se acha um pouco afastado do venti lador, podemos admit ir no mesmo uma velocidade
menor,digamos de 7 m/s.
Ss- c =
10.800
7 x 3.600
= 0,428mZ
d .. ~
4xO,428= 0,738m = 29
\
NográficoFig. 9.6, com d = 29 e mantendoa altura b = 50em (19,7 ),achamosa = 38 (96,S\
III).
- Trecho CD do duroprincipal
Q
= 120 m3/min = 7.200 m3fh
<
IIt:...
- -'o _ ._ --
(
- I
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 75/210
134
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Adotemos v
=
6 m/s , reduzindo a velocidade
7.200
-
Se - D= 6 x 3 .600
= 0,333m2
)1/)
,rI
,í{)
IV
),
f 4x0,333
d = Y = 0,651m = 25,6
Pela Fig. 9.6, mantendo b = 50cm(19,7 ), achamos a = 2S = 71,1 cm.
- Trecho DE, f inal do dUloprincipal
Q
= 6O m3/min
= 3.600 m3/h
Adotemos uma velocidade ainda menor nes te t recho, digamos
v = 5m/s
SD - E
3.600
= 0,200
m2
-
5 x 3.600
f 4 x 0,200
d =
Y-;--
= 0,504m = 19,5
Mantendo a mesma altura de 50cm (19,7 ) do trecho
CD,
teremos (usando a Fig. 9 .6) para a largura,
17 = 43,2em.
- T re chos de der iv aç ão l at er al E M, D L, C K e B J
Q = 40m3/min = 2.400 m3/h
Podemos ado ta r uma velocidade de 3 m/s (ISOm/min)
2.400
SE
- M
=
3 x 3.600
= 0,222
m2
f
4 x 0,222
d
=
Y-;--
= 0,532m = 20 ,9
Se adotarmos uma altura de 30 cm = 11,8 para o du to, a la rgu ra será (Fig. 9 .6 ) de 2S = 71,2 cm,
portanto, 71,2cm x 30cm.
- Tomada de arexterior,antes do ventilador duto de aspiração)
Vazão total Q
=
240 m3/min
=
14.400 m3/h
Ve loci dade de entr ada de a r no du to (Tabe la 9 .1 ).
Ado temos 4 m/s , compreendido entr e os val ore s 2, 5 m/s e 6 m/s da Tabela 9.1.
Seção do tr echo do duto a té a boca do ven tilado r
14.400
-
4 x 3.600
= 1 m2
cnt rada
f4Xí
d
= Y~
= l,128m = 44,4
DUTOSPARACONDUÇÃO DOAR
135
/
O du to de ent rada terá 10 .000 cm2 ,com redução a té a boca do venti lador . Adotando
b =
109 cm
(42,9 ), acharemos, pela Fig. 9.6a, a = 98cm (3S,6 ).
- Áreadosfiltros
Se o local da fá,bricaest iver sujei to a muita poeira, pode vir a ser aconselhável uti lizar um fil tro antes
da tomada de ar pelo duto de aspiração.
A velocidade de passagem ~través do f il tro é da ordem de 1,8 a 2,0 m . çl. Adotemos v = l,S m . S-I.
A área t ransversal do f il tro será:
S6 .
=
14.400 ~ = 2,22 m2
l,S x 3.600
Ascélulas de f il tragem podemser do tamanho padrão de 60 x 60 x 5 cm, demodo que teremos \
2,22 + 0,36 = 6,167
ou sej a, aproximadamen te s ei s cé lu la s, - fo rmando um painel de l, SO x 1 ,20 m, com ár ea de 2 ,16 m2 .
\
. O f il tro metál ico 44 -8 da Higrotec , de 600 x 600mm e 50 mm de espessura, p roporciona uma vazão \
norma l de 3 .030 m3/ he máxima de 4 .040 m3/h com perdas de ca rga re spect ivamen te de 3 ,05 e 5, 34 mm H20.
Com os s eis fi lt ro s, a vazão se rá de lS .lS0 m3/h .
~
\
9 .3.2 Método de igua l perda de carga
Começa-se pelo t recho f inal do duto ( trecho EM).
Arbit ra-se a velocidade de escoamento, baixa nes te t recho (Tabela 9.1). No caso do exemplo, adotaríamos
3 m/s.
Calcula-se a seção de escoamento necessária, t al como no 1.° método.
7
-~/h
E-M= = O,222m2
3 x 3.600
Diâme tr o de um duto c ir cu la r com est a s eção
t4
=
J4:S
J
4
x 0,222 = 0,532 m
=
1T
No diagrama da Fig. 9 .5 , entrando-se com d = 0,53 m e Q = 2.400 m3/h (0,666 m3. çl), acha-se
uma perda de carga unitária i gua l à J . = o ,o rs mmde coluna de água po rmetro de tubulação e velocidade
de2,Sm.s~l. I
A partir desse valor para a perda de carga unitária, impõe-se a exigên~ia de que, ao longo de todos
os trechos ret il íneos de duto, a perda de carga unitária tenha sempre esse valor, isto é, que em cada metro
deextensão de duto ocorra uma perda deenergia correspondente a401tl~e coluna de água. Calculemos
osdiâmetros que deverão ter os restantes trechos de dutos.
- TrechoDE 7
~:
3 .600m3fh = 1 m3/s
Entr ando no g ráf ico (F ig. 9 .5a ) com es se va lo r e com a pe r< la de car ga ~~ it ár ia
J. = 0,01SmmH20,obtemoso diâmetro
D = 620mme
V
= 3,3m/s
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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j .
II~
~
i~
rl,
'
:
I
~
- Trecho CD
D
= 820 mm
= 32,2
' deq
= 1,30 (0,30x 0,76)°,625=
\
( 0, 30 + 0 ,7 6)° .2 5
ObtemosanaJogamente,pelaTabela9.4 . . I
Comoa tabela não vai alémde d = 77,2 cm, usemosa parte da tabela aCImada lanhaqu~brad~
I
Nográficoda Fig. 9.5a, entrando com
considerando va lo res de 8,2 ao invés de 82. Acharemos , para o s lados , 8 x 7, que correspondena a
x 70. Com estes valores, a fórmula de Huebscher confirmaria: Q
= 1,80m3/se d = 0,508m,obtém-se
136
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
'l;I: ,
DUTOSPARA CONDUÇÃO DOAR
J37
( 1
Observação: Pelo 1.' método, havíamos achado D = 532.mm, mas a velocidade admitida fora de 5 m/s.
- Trecho CD
Q =
120 m3/min
= 7 2
m3fh
=
2 m3/s
Com J. = 0,018 mmH20, obtemos analogamente,
D = 820mme V = 3,9m/s.
- Trecho B C .
Q
=
180 m3/min
=
10. 800 m3f h
=
3 m3/s
Com J. = 0,018 mmH20, obtemos
D = 930mme V = 4,3m/s.
- . .rechf ~1i
Q
= 240m3 /min = 14 .400m3Jh = 4 m3/s
'-...
- TrechoBC
D = 930mm
Acharemos duto de 90 x 80 cm.
(
Com J. = 0,018 mmH20, obtemos
D = 1.080mme V = 4,7m/s.
Vej amos a s d imensões dos duto s re tangu la res equ iva lente s, ap lic ando o mé todo de
igual perda de carga .
I
- Trecho EM
.
~
.
'
.
f
~
D = 530mm = 20,9
Usando a Tabela 9.4 , vemos que, para o diâmetro de53,2 cmpode-se usar duto de72 x 34cm.
Podemos uti lizar a fórmula de Huebscher, que exprime o diâmetro
d
do duto circular equivalente ao
retângulo de lados
a
e
b
e baseada no qual foi elaborada a Tabela 9.3.
- TrechoAB
D =
1.080 mm
I
ACha:emos duto de 110 x 90 cm.
ObsefVaçoes:
\ .Pelo2. ' método, como foi adotado no trecho EM a velocidade de 3 m . S.I como ponto de par tida,
asvelocidades nos demais trechos assumiram valores bem menores que os do 1.' método, resultando
daídimensões maiores para os dutos.
2.poderáser conveniente fixar um dos lados do duto retangular. Pela fórmula de Huebscher, pode-se chegar I
a calcular o out ro lado . Po r exemplo, se qui se rmos que o t recho
BC
tenha a mesma largura de 110
emque tem o trecho
AB,
acharíamos para o outro lado 67cm, correspondentes a um diâmetro de 931
mm.
t Quando o ventilador, em sua boca de saída, expele o ar com velocidade elevada, como acontece com
osventi lado res cen tr íf ugos de al ta r ota ção, é nece ssá ri o que s eadapt e, entr e a boca de s aí da do vent il ador
eo duto , uma peça de concor dância com al ar gamen to . Is to porque uma ve locidade de i nsufl amento g rande
noduto conduz ir ia a um valo r el evado para <>te rmo da ene rgi a c inét ic a. Como v imos , não é conven ient e
uma ve locidade exce ss iva de es coament o do a r no dut o, devi do à sperdas de carga exager adas e à vi br ação
queprovoca. ° alargamento fazdiminuir o termo
~
, aumentando conseqüentemente o termo. , o qual
~ y
re sponde p reponderantement e na supera ção das perdas de car ga no duto , ou se ja , na ap li ca ção de ene rgi a
paravencer as res is tências que se opõem ao escoamento do f luido.
Esse alargamento do tubo deve realizar-se de um modo suave, com ângulo interno pequeno, para diminui r
a perda que tem lugar no próprio alargamento. Como a peça de alargamento faz aumentar a energia de I
pr ess ão (embora d imi nua a ener gia c inét ic a) , e la é desi gnada pelo nome de
recuperador
ou
expansor.
Tudo
se passa, então, como se o ventilador recebesse um acréscimo de energ ia de p re ssão ne sse a la rgament o.
Ess eac ré scimo cor re sponde à d if erença ent re a s energ ia s c inét ic as no i níc io e no final do al ar gamento ,
menos perda de carga nesta transformação, que, aliás , é pequena. Voltaremos a tratar desse fato no item
9.5.
X MP O.4
Qual a perda de carga em um duto retangular de chapa de aço com 25 m de compr imento e lados
de76eme 30cm, com vazão de 1,8 m3/s?
Soloção
a
= 3 0 cm 12
b = 7 6 e m 30
Diâmetro equivalente
0,397
1,30
- = 0,508m.
1,015
d = 1,3 8
(80 x 70) = 81,76 820mm
(80 + 7W
- velocidade
v
= 8,6 m/s
- perda de carga unitária
J.
= 0,15mmH20/m.
~
--- - - .....
d
= 1,3 8
ab»
a
+
b)2
Assim, com os va lor es 72 cm e 34cm, obte remos
(72x 34»
d
= 1,3
~8J
= 53,3cm.
(72+ 34?
- TrechoDE D = 620mm = 24,4
:1
1;1
~
I
1
I1
Ir
l
Pela Tabe la 9 .4 , ob temos , para 621mm, retângu lo de 68 x 48 cm. Com esses valores , pe la fónnul l
9.9, obteríamos 622 mm para o diâmetro.
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138
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
A perda ao longo dos 25 metros de duto será
J =J.x
I
= 0,15x 25 = 3,75mmH20.
-17
9.4 PERDASDE CARGAEM PEÇAS ESPECIAIS
Vimos como se calcula a perda de carga em dutos de seção circular e como se pode passar para ullla i
s eç ão re ta ngular de e fe ito equ iv al en te no es coamen to , se se p re fe ri r u sar dutos com es sa f orma de se ção.
Mas , ao longo do du to da in st al aç ão de vent ila ção fo rç ada, e xi st em peça s que contri buem para aumenta r
a per da de c ar ga do si stema, em ra zão do at ri to , d as t ur bu lê ncia s e da s var ia ções na ve lo ci dade que p rovocam
As principais dentre essas peças são:
. ;
iJ
- bocas de cap tação ou tomadas de ar
- bocas de saída
-
grelhas de insuflamento sem registros ou comregistros de regulagem de vazão
-
curvas e cotovelos
-
alargamentos graduais ou expansões
-
ieduções
-
fi tros
J
,I~
;
,
i
I
Poder -se- ia fazer como em hidrául ica: calcula r o compr imento equivalente de um duto de mesmo diâmetro í
que a pe ça . Somar -s e- iam os comprimen to s v ir tu ai s c orre sponden te s a toda s a s peç as ao comprimen to re al
I
'
do du to e se calcular ia a perda para esse du to de comprimento tota l. Embora esse método seja usado ,
como veremos no item 9.6, na prática de venti lação é mais usual determinar individualmente as perdas
cor re sponden te s a c ada pe ça , e xp rimindo -a s em P9~e~adas de co luna de água ou em mm de co luna de
água
t
Para isto, C
~
hecendo-se a velocidade médi~e escoamento na peça, calcula-se a altura representativa
'
I
da velocidade{
h.
ou se ja , a pres são dinâmica expres sa em pol .H20 ou em mmH20. Assim, a pressão
dinâmica em'pC?egadas de água é dada por
~-
I
I I woIH,O) I 90 [,
. =
:õõ5z
vem
pés/min) .1
I
I
ou, em mm de H20~ i
.
I
I
?~ r~:;- c'
[3
I
h. =
- 9.1 I
242,22
vem
m/min)
,
li:
I
ir
Consultam-se tabelas adequadas, onde, para cada tipo de peça, se enc~ntra um coeficiente:'~ que,
multiplicadoporlÍi),fornecea perdade cargaempol.H20ou emmmHzO .
I
Pode-se usa(-;(.rórmula com
v
em
m/s
e
h ,
pressão
dinlJmica
ou
cinética,
em mmH20, consideranOO
I
o pe so es pe cí fic o do ar igua l a 1,2 kgf/m3.
I
~
(2x 9,80) .;.1,2 = 16,34
I
I h.
-
h I (mmH,O) D
Para calcular a perda de carga
6.P
na peça, basta multiplicar o v alor d@belado po@sto é:
~~~M~
I
J
l
l
~
~
~
( .D-
,',' v
' .- .f' ,~
Y;u'
r .
~
~J (rI..
U ...
K . h. I
(mmH20 ou pol.HP)
I
9.13
I
r
conforme a tabela que for usada .
DUTOSPARA CONDUÇÃO DOAR 09
+-,~
~.~
.0,9
,~ v ~-
Perda li Intr ldado duto
-h
V ~ -b--L-+
K.',O
K.,
~
~J
FIa.9.8 Valores de
K
para cálculo de perda de carga.
G,.'ha .0.. 0''''.'01
sup., .'. 11.,. K
70°/0
60 %
50%
2
:5
5
'EE3-~
~ ~
Grol h .0. . O '' '' ÇrOI
Sup.,lIel . 11.,.
/D
0,2
0,4
0,5
0,6
o,,
0,9
K
2,6
2,5
',75
',5
0,7
0,2
K
70%
60%
60%
:5
4
6
PtrdOl do ..,ga à oalda do dulo
K
D/d
I~
0 0
o~
~.
o~
1 2 ~ ~ I~
~
Sup.,/rç', 11... K
d. lalda
100%
5
1500/0 2
O(, . '
..I,
\.
«..
' 20
0(
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140
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Ili
~
I
I:,
1 1
o~
W
~
1\
1
,1
li
H
li
.
Soç1l0 Circular
R/O R \
q)
o
0,25
0,5
1,0
0,8
0,4
-
0,5
0,25
0,16
~
R
aoçla ..Ian,u ar 1
~l í>21
1= ;=1
~
45
K=O,IO
t~
0,5 .
lil
iIi
~I,
Mudança. do dl..ção. Cunao o colove o.
~rD ~tD
~
~ Al~ L~~~~~
R R;
, Ro V .J....--
L K R
~
R --L A
O ( ur o 0,62 N6..,,0 . 2
--.-
O 0,68 d_~u- R/A K K.. 0,1
S. houver di, . .. .
~..
nal curvos
K.. 0,19
~
~
Lr
otOV OI
~
<.
90°
60°
411°
30°
0,85
0,65
0,44
0,22
O
~
Curva Com
doi. 0 0 to O
Fig . 9 .9 Valores de para curvas e cotovelos,
§C{J
otovllo C.Ift
palholao
Ângulo rolo
K = 0,8
Cur.,.das
JC::I O
D. rolo du,lo
K.. O
*= Fr~-
ErtB
.r tlllco V., cur'a
E3B- EEa
<z 0 06 V curyo B
Alargamtnto
I Cx Qnl~ I) . .
.t'litom' 'OI
w
....
I
R O
~..-~u-;.a ~ ~
.to
DI,'voç' I...
DUTOS PARA CONDUÇÃO DO AR
141 ,
\
K
o,,
.o A
0,-
\.
O,,
0,2
D/d
.
,I
,0
(roduçõ ,
I >2d -1
-
~
- -, --D-
/ ,
.
/
Y
0(.0
I(
Perda d. carga a','burda 80 romo '.,undárfo (derlvaçõo)
1.,2_..
0,5
0.3
0,13
A
BIFURCAÇÕES
11c,9.10Valores de para alargamentos, derivações e bifurcações.
I
~
Nlo ,..,or I... cO cIeroqlo
a re cup.ro910 d ,. da ao
olor,IIm. to
-
R/O
A /B = I I
:l 3
I
4
K
O
1,0
0,9
0,8 0,73
0,25 0,4 0,4 0,39 0,32
0,5
0,2
O ,2 0,19
0,16
1,0
0,13
0,3
0,13 0,10
1
0,2.5 0,15
2
0,20 0,12
3
0,111 0,10
R/O
K
3 p o cao
5
poçao
0,25 0,8 0,5
0,5
0,4 0,5
1,0
0,3 0,2
R/O
I(
K
Q(. . . 900
o( = 4 50
O
1,0
0,60
0,25
0,5
0,35
0,50
0,3
0,20
1,00
0,2
0,15
o<.
K
K
O
C
900
1,0
1,11
1350.
0,6
0,9
0(.0
K
/5°
0,09
20°
0,12
300
O , li
450
0,28
500
0,32
60°
0,44
90°
,00
R/O
Ot.::
900
0(, .= 1350
0,25
0,43
0,30
0,211
0,28
0,18
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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1\
142
'11
r 1
\.
li
l..
I:
'f
,
:1:
1
I,
~'
t\
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
I
2 o
---:
o
v
- -j--
Perda de cor g a no ch a p'
Pchap..=K.h.
rnD
/'::
~
/
K: 1.5
Regl.t,o de venl l ona.
1fII}
: :: J
.
Á,.a 11.,. d.
,...ag8M do ar, 6e
80 a 90a/o
v ~ .4 a 5 m
.ã'
Fig . 9 .11 Valores de
K
para chapéu de chaminé e venezianas.
1---
I
--'---1
i J
--O
I
Cha ,lnf .0' chapbu
IJ
: 1,5
V,, .. ,lof to 8'1t .
10.;' d. 1I,.a 11...
K: ',2
Gre lha 11 , ,, ,. .
~
_.
/7-
K: 0,30
T,an, lç1ia ca ,
,18t,O
~ 'ST'O DE.AL [TAS
li ji]
: 1,5
Gr.lho com '8,fltro
,~;
DUTOS PARA CONDUÇÃO DO AR
143
~:I
i
lr
lU
9.5 EXPANSÃO OU ALARGAMENTO GRADUAL
Quando ocorre um aumento gradual de diâmetro, à medida que a energia cinética diminui (porque
dilDinui).a energia de pressão aumenta. Daí, o dizer-se que no alargamento ocorre uma
recuperação
:aenergia de pressão , representada por
p,.
Simultaneamente, ocorre uma perda de carga I o.Pcarg..ue,
dependendodo ângulo
a,
é em geral pequena.
A Fig. 9.12 mostra essas variações.
A Tabela 9.5. referente à Fig. 9.12, fornece valores do
fator de recuperação R,
que multiplicado pela
diferençaentre as energias de pressão dinâmicas
h'l
-
hll2
fornece a energia cinética transformada em energia
de pressão I o.p
~ 4d
O(
-,-
@-o
h
pressllo totol
pressóo estóti co
.-r .Dcargo
1íiv. ...L
1\
P'I
l i p S Aumen to d .
energia d~ press60
(, .cuperaçeSo)
PS.
Perda de carga 6.p carga = K ( h v,
-
h v 2 )
Fig . 9 .12 Var iação de energia numa ex-
pansão gradual.
Tabela 9.5 Valores do coeficiente de
recuperação
R
(ver Fig. 9.12)
Tabela 9.6 Valores
do coeficiente
K
de perda de carga
(ver Fig. 9.12)
't'O>..'
ir
.
I'
Alt.'a
Coeflele t, de ,.rda
H K
I, O. O 0,10
O , 711. O
0,18
0,70. O
0,22
0,65. O
0,30
0,80. O 0,41
0,115. O 0,58
0,50.0 O , 73
0,45.0 1,00
Ângulo a
Relação Dld
1,25:1 1.5:1
2:1
2,5:1
5' 0,88 0,84 0,76 0.68
10-
0.85 0.76 0.63
0,53
15'
0.83 0,70 0,55 0,43
20-
0.81 0.67 0,48 0,43
30'
0.79 0,63 0.41 0.25
Ângulos
K
5'
0.28
10-
0M
15'
0,58
20-
0,72
25'
0,87
. 30-
1,00
+ de30'
1.00
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144 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
EXEMPLO 9.5
Na Fig. 9.12, suponhamos
D = 2 m, d = 1m ea = 1S'
1T X 12
TJ
1T
s.
=
= =
4 4
1TD2
1T
. 22
S2 =
-=-='Ir
Ir'
li
4 4
A vazão Q é igual a 6,28m3/s.
As velocidades serão
'1
~,1
,)1:
6,28
Q
-
-
VI = SI
8m's-.
'Ir
4
6,28 = 2m.s -1
'p'l
Q
V2= S;
'Ir
~I
~
As pressões dinãmicas são, pela fórmula 9.10,
I'.
0..
I
16,34
82
=-
16,34
l =
\1 22
h 2
= 16,34 = 16,34
64- 4 60
h'l
-
h 2
= 16.34 = 16,34 =
13,67 mmH20
: I;III
A recuperação da parcela de energia de pressão será
âp, = R (h l - H J
Na Tabela 9.5 , vemos que o coefi ci ente de recuperação R, para
a = 15'e
D/d
= 2,é iguala0,55
âps
= 0,55x 13,67= 7,52mm
A perda de carga
âp ,.
é dada pela fórmula 9.11:
I âpc. . = K (h'I - h,1 I G
li
I
NaTabela 9.6, ob temos , para a = 15' ,
K
= 0,58. Logo,
âPca,..
= 0,58 x 13,67 = 7,93 mm
Com a diminuição da energia cinética, houve uma recuperação da energia de pressão de um valor igual
a 7,52mm, quase igual à perda de carga (7,93 mm).
.11
11
l
, I
1~
U
-17 9.6 COMPRIMENTOS EQUIVALENTES EM PEÇAS i
Podem-se calcular as perdas de carga correspondentes a curvas, reduções e outras peças eXPrimindO
essas perdas emmetros oupés deduto de igual diâmetro e que provoca a mesma perda que a peça considerad3.I
Designa-se essecomprimento por
comprimento virtual
ou
equivalente,
pois, sobo ponto de vista de escoamento,i
I
~,
r
DUTOS PARA CONDUÇÃO DOAR
145 ( 'j
(
apeça consi der ada equ iva le a um ce rt o compr imento de du to. Esse s comprimen tos equ ival en tes ou v irt uai s
d3Sdiversaspeças são adicionados ao cOlI primentoreal do duto, obtendo-se um comprimento total, istoé, ,/
e~:'I+
1 ~:0
(
I Umavezobtidoo
1,0
procede-secomovimosnoi tem9.3paradeterminaçãodaperdade carga. {
I
A Tabela 9.7 permite a determinação dos comprimentos equivalentes para curvas e alargamentos com
I junçãO,aiscomorepresentadasna Fig.9.13. \
As Figs. 9.14, 9.15, 9.16 e 9.17 apresentam os comprimentos equivalentes para diversas modalidades
deinserçõese derivaçõesemdutos e
plenuns.
~ '
rr
-i1
-
O --o
FIg.9.13 Comprimentos equivalentes, expressos em pésde duto retilíneo de i~ualdiâmetro. (Ver Tabela 9.7.)
I
.
Tabela 9.7 Comprimentos equivalentes
para curvas
expressos em pés, de duto
retilíneo de igual diâmetro
(ver Fig. 9.13)
Válido p r or o
s ecundário do du
1 0 ( ve r F ig . 9 .1 3)
Paracurvasde6O 0,67 x
4S
O,SOx
perdacorrespondente
a 90
perda correspondente
a 90-
perdacorrespondente
a 90
[
\.
'1
30 0.33x
- _..~ --- -
-...
Diâmetro Curva de 90-
d
R
pol.
1 ,5 d
2,Od 2,5 d
3
5 ft 3 ft
3ft
4 6
4 45 9 6
5
6
12 7 6
8
15
10 8
10
20
14
11
12
25 17
14
14 30
21
17
16
36 24
20
18 41 28
23
20
46 32 26
24 57 40
32
30 74
51 41
36
93
64 51
40
105 72 59
48
130 89 73.
Diâmetro
Ângulo de entrada
d
(polegada)
30-
45'
3 2 ft 3ft
4
3 5
5 4 6
6 5 7
8 7 11
10 9 14
12 11 17
14
13 21
16
16 25
18
18 28
20 20 32
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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146
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
1~1
'~l
.
I
.
.
~
I..
j
Ii
1'
1
':
1
q
I.,
~I
Flg. 9.13a Execução depeças conCOr.
dância
mpolipropileno daTecnoplástico
Belfano, usando soldagem rápida COmVa.
reta e ar aquecido.
t?~
13
~
,
,
«
:::
:
'
~
, 13M
~
....
, ' ,
.
IT.
' '....
M ...,
........
>0:::~
<M~
Flg. 9.14 Comprimentos equivalentes apro-
ximados nas derivações de dutos com redu-
ções. (Cortesia NESCA.) Nota: Devem-se
adicionar 8 m ao comprimento equivalente
das três conexões mais próximas à unidade
e às trê s seguintes a cada redução no duto
principal p/enum .
,o..
~
..
7m m
~~.. =.
~'i
ij
Flg. 9.15 Comprimentos equivalentes aproximados de derivações de dutos com reduções. (Cortesia NESCA.)
T-
DUTOS PARA CONDUÇÃO DO AR 147
fII .9. l6 Derivações a parti r de um
p/enum,
para insuflação ou retorno de ar. Comprimentos equivalentes. (Cortesia
NfSCA.)
~~
,.. ~ . ~
ç
20~
~~
~
..~
.~
~
~
9.17Comprimentos equivalentes aproximados para derivações de dutos de seção circular. (Cortesia NESCA.)
Nota:
Cm-seacrescentar 8m aocomprimento equ ivalen te das trê s conexões maisprdx imas daunidade emcada ramal. .
9.7 CURVASE JUNÇÕES
F~ prática do projeto de dutos apresenta algumas recomendações expressas pelos esquemas indicados
DaIg.9.18. Vê-se que há soluções recomendadas e soluções inadequadas ou pouco recomendáveis.
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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~ '
148
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
ecr
QJ
il
]
1
.
.
1
'1'
J~
I
I
~
I
'Ji
1
1
,1;
I
Rlcom.ndado
D aconu'hada
11. I. D
CURVA
Adorar -t q,ondo
CURVA PARA
U RETANGULAR
~~
Vm= V.loc Idadt . .lnl ..a
d. t, ar.. p o,to di
contomlno t.,
Crf t r io para d lmonslonomtnfo
da poça do Inte,.oç1a
L
nadov.ada
~?
c o &v o,
Flg. 9.18 Indicações práticas para projeto de dutos.
Inadequddo
9.8 JUNÇÕES DE RAMIFICAÇÕES EM DUTO
r
I
DUTOS PARA CONDUÇÃO DOAR
149 (
,
'
A diferença entre asvelocidades, que eventualmente pode até ser grande, necessita de uma certa pressão (
, estáticaPE paraque possaser produzida.Quando se verificarumadiferençasuperiora 2,5 mmde coluna
I
deágua (O,r' H20) entre a pressão dinãmica no tronco principal (3) e a pressão dinâmica resultante dos (
i dOL~roncos (1)e (2), essa diferença deverá ser compensada.
Uma das maneiras de se resolver a questão consiste em considerar-se uma velocidade fictícia resultante I
I dasvelocidades dos dois troncos (1) e (2) e em calcular-se a altura representativa da velocidade ou pressão'l
I
dinâmicacorrespondente
(h,).
I
Sabemos que h,
V2
4.0052
v
(pés/min)
h,
(polegadas de água)
I Chamemos de
QI a vazão no ramo (1), em cfm;
Q2
a vazão no ramo (2), em cfm;
SI a área da seção do duto (1);
S2
a área da seção do duto (2); \
h'r a pressão dinâmica ou altura representativa da velocidade correspondente às duas vazões de ar
combinadas.
i Assim,
[
QI + Q2
]
2
h
4.005 (SI + S2)
Supõe-seque os ramos 1 e 2 se encontrem equil ibrados na junção, de modo que a pressão estát ica em,
I (1) se ja igual à pressão estát ica em (2)
I P
p. ...(I)
= P'''aI.(2),istoé,
i 1 Y
I
Se tivermos
hU)> h a diferençah,. -
h'r vem a ser a energia de pressão necessária para produzi.
I
I
oacréscimo de energia cin'ética entre h 3 e h,r '
ESla cor reção se faz da seguinte manei ra :
P2
P (J) =
p
(1)+
(
h ,..h,)
. ~ r
'
I
I
Um mesmo duto (tronco ou linha principal) pode receber a contribuição de diversos ramais nocaso
I
de sistemas de exaustão ou insuflamento de ar. Neste caso, pode acontecer que a velocidade no duto principal
logo após a inserção de um ramal seja maior do que asveloc idades nos ramais que se juntam. Nocaso
da Fig. 9.19, temos apenas um ramal de junção e .
V3
>
VI e vJ
> V2
VI
'1,111
111
Flg. 9.19 Inserção deum duto emum alargamento.
(ID
VJ.
P
Notemos que os valores a lgébri cos de p
= -
são negativos (vácuos ou rarefações) num duto de exaustão.
Y
p. ...
(J ) = Energ ia de pr ess ão no r amo 3
P (I) =
Energia de pressão noramol
=
Energia de pressão noramo2
h'J = Pressão dinâmica em 3 (altura representativa da velocidade em3)
l
EXEMPLO9.6 (Fig. 9.19)
I
I
I
I
I
Duto Diâmetro
)
1
2
3
12
4
14
I
~
-
Área (sqft)
Q(cfm)
V(ft/s) h,( HP)
p..... ( H2O)
0,785
2.747 3.500
0,764
-2,10
.(
0,087
339
3.900
0,948
-2,10
1,069
3.086 2.887
0,490
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150
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
(2.747 + 339 )2
h =
4.0052.(0,785+0,087)2
9.523.396
= 0,78
12.196.578
P. ., .. .(3)= - 2,10+ (0,78- 0,49)= - 1,81
Houve uma redução de -2,10 - (-1,81 ) = -0,29 no valor dapressãoestát ica, por ter havido
uma redução no valor da pressão dinâmica, uma vez que a velocidade diminuiu de 3.500 e 3.900 em(I)
e (2) para 2.887 fpm em (3). Houve uma recuperação de uma parte da energia cinética em energiade
pressão, pois redução com sinal negativo significaaumento.
Vejamos o que aconteceria se mantivéssemos o mesmo diâmetro em (1) e em (3)
(2.747 + 339) 2
h = = O78
[4.005(0,785+ 0,087)f
PC .3= -2,10+ (0,78 - 0,914)= -2,100- 0,134= - 2,234
I tl
No ponto (3) a depressão deverá ser de -2,234 , isto é, o ventilador terá o acréscimo de 2,234
- 2 ,100 = 0 ,134 , no desn ív el energétic o que deve rá p rover.
Os exempl os a cima j us ti fi cam o a la rg amen to do duto quando nele é r ea li za da a in ser ção de um rama l.
EXEMPLO9.7
Com a f in al id ade de dete rminar a pot ênc ia do ven tila do r, c al cu lar a perda de carga no sistema de venti lação
com insuflamento de ar representado na Fig. 9.7, com os dados do Exemplo 9. 3.
Consideraremos a linha de insuflamento, desde a última boca (ponto M) até a tomada de ar para o
ventilador.
Marcam-se , em planta, os t rechos ret il íneos de dutos . No caso, os t rechos cor respon.dem aproximadamente
a s d ist ân cia s ent re a s boc as de sa íd a l ate ra is no a lmoxar if ado e na o fic in a.
Adot ar emos a s d imensões dos dut os c alc ula da s pel o 2 .° mét odo, ou se ja , o das i guais p erd as de c ar ga.
Boca de in suf lament o M
Usemos, n a boca de in suf lamento , gr el ha s imple s uni dir ec ional d e meno r cust o, K = 1,2 (Fig. 9.11).
Perda de carga f1PI
= 1,2' h,
V2
A altura representativa da velocidade h, pode sercalculada por h. =
-
(fórmula 9.10).
16,34
' )la r = 0 ,00129 . ' )I 'c oa
2 X 9 ,80 = 16,34
1,2
ml
.Na s aída da grelha, a velocidade pode ser adotada como igual a 4,5 m/s (Tabela 9.3). 'I
Para a vazão de 40 m3/min = 0,666 m3/se velocidade de 4,5 m/s, a área livre de saída da grelha deveráI
ser
il
~il[J
0,666 = 0,148 m2
Scrclha = 4,5
f'
,
DUTOS PARA CONDUÇÃO DOAR
I / I. boca poderá ser de 24 x 10 , ou se ja , de 0,610m x 0,264m = 0 ,154 mZ.
Corno a seção livre de saída é da ordem de 85% da área total, temos
151
s
= 0,85
x 0,154 = 0,130mZ
/ I.ve locidade cor rigida para essa seção l ivre será:
- ~
= 5,12 m/s , valor ace it ável numa ins ta lação indus tr ia l. Calculemos h,
p- 0,130
5,122
h = - = 1,60mmHp
, 16,34
Perdana grelha
~
Ap
=
K.h.
AP. = 1,2 x 1,60 = 1,920 mmH20
Trechoem
Duto com l = 1,5 m de comprimento.
Consideremos o t recho como de igual seção ao longo desse compr imento:
Q
= 40
m3/min
= 0,66 m3/s
o = 3m/s
Com ess es valo re s, achamos no g ráf ic o (F ig . 9 .5 ou 9.5a) uma pe rda unit ár ia Ju = 0 ,018 mmHzO/m
Para o t re cho de 1 ,5 m, te remos
Apz= JEM= 1,5 x 0,018 = 0,027 mmH20
eriv ção
do dU/o principal
para o r amo
EM
(Fig. 9.10)
R
Admitamos-
= 0,25 e a = 90 V = 3 m/s
D
ObtemosK = 0,5
32
h, =
- = 0,55mmH20
16.34
Ap3=
K
x
h.
= 0,5 x 0,55 =
0,275mmHp
rrechode ,...om l = 4 m
Q = 60m3/min= 1m3/s
V = 3,3 m/s
Ju = 0,018mmH20/m .
Ap. =
JDE = Jux I = 0,018x 4 = 0,072mmHp
Trans ição(1). Trecho de D para E
Redução com ângu lo a = 60' .Na Fig. 9.10,
K = 0,06
V = 3,3m/s
33z
h, = ~ = 0,666mmH20
16,34
Aps= K x h. = 0,06x 0,666
0,04 mmHzO
Duto Diâmetro ( ) Área (sqf t)
Q(cfm) V(ftIs) h.( HP) pcstá',( H2O)
1 12
0,785
2.747 3.500
0,764 -2,10
2 4
0,087
339 3.900
0,978 -2,10
3 12
0,785
3.086 3.289
0,914
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..
'
.
.
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'
.
'
l
i
1
li,
1
,1'
il
l
'l,
li
~.,
.',
i
'
I
' '
~
'
,
1
'.,
...
..
~
.
,
.
:r
I ' Ir '
r
ilU,
il
152
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
r
DUTOS PA~A CONDUÇÃO DOAR
153 (
\
Trecho
CD
com
I
==4,5 m
Com Q == 1 20
m3/min
==2m3
.S- Ie Ju == 0,018, achamos
v
==3,9 m/s
J.
==
0,016 mmHp/m
Ap6 ==
JCD
==
Ju
x
I
Ap6 ==
JCD
==0,018 x 4,5
==
0 081 mmHp
(
~
Transcrição (2). Trecho de C para
D
(Fig. 9.10)
K
V
==0,06
==3,9
m/s
V2
72
h
:= -'Y == - ==2,998 mmH20
. 2g 16,34
I perdae carga devida ao alargamento
K
==0,3
Apn:=
K
x
h.
== 0,3 x 2,998 ==
0 899 mmH20
l
l
392
h ==- -.2 ==0,93mmHp
. 16,34
Ap7 ==
K
x
h.
== 0,06 x 0,93 ==
0 055
mmHp
Trecho
BC
com
I
==4,5 m
u sUnJasde 9() para subida do duto
e desvio na cobertura,
duto retangular A B (Fig.
9.8)
R
Com-==025
D
K ==0,4
Q ==180m3/min
V ==4,3 m/s
Ju ==0,018mmHp
Aps==JBC==0,018x 4,5 ==0 081mmHp
Trecho BA
com I == 2 m
Q == 240 m3/min
V
==4,7 m.3tmin
J.
== 0,018
mmH20
Ap9 ==
JBA
== 0,018 x 2 ==
0 036 mmHp
U
j
IIU
111;1
Cotovelo com palhetas diretrizes
(ver Fig . 9 .9)
Ângulo reto: K ==0,8
v
==4,7 mls
472
h.
== --.2 == 1,08 m mHp
16,34
àpl2 ==2
curvas
xh
x
K
==2x 1,08 x 0,4
==1,728 mmH20
rdtrode ar
Perda de carga estimada em 10mmH20
Apl3
==
10 mmH p
Venezianaexterna
com registro de palhetas ajustáveis verticais (Fig. 9.11)
Q ==240 m3/min
V ==5m1s
K
==1,5
52
h
==
-
==1 530
. 16,34 '
àp.. ==1,5 x 1,530 ==2,295 mmHp
Perdade entrada no duto (Fig. 9 .8), Boca s imples sem f lange
K ==0,9
.h.
==1,530
àpu == 0,9 x 1,530 ==
1,377
mmHp
P erd a d e c arg a t ot al Ap
l1p ==1,920+ 0,027+ 0,275+ 0,072+ 0,040+ 0,081+ 0,055+ 0,081+ 0,036+ 1,080+ 0,899 + l
+ 1,728+ 10,000+ 2,295+ 1,377 ==19,966
mmH20
A pressão total Ap, a ser fomecida pelo venti lador deverá atender à pressão estática total l1p para I
vencerasperdas de carga,e àpressão dinâmica
(
v~ - if.
)
sendo
v
e
v
as veloc idades à saída e à ent rada
2g
2g
doventiladorrespectivamente.
(
V
==7,0 mls
v.
==4,0mls
'(
,li
~ti
\11
4,?2 == 1,35 mm
k. = = 1 6, 34
V2-V2 72-4.
Av == ~ ''Y ==- x 1,2 ==2 01mmH20
2g 2 x 9,81
...li...-
Aplo==
0,8 x 1,35 ==1,08mmH20
Alargamento daboca desaída doventilador até o duto noponto
A
(Fig. 9.10).
; I
i
l
I
.
.
.
:
..
1'
I
'
I
' '
.
:
ij 'i
li'
I.II . I
D
Para
a == 30 e
- ==1,6, temos
k
== 0,3
d
Diâmetro
em
A
D
==1.080
mm (já calculado)
Diâmetro
d
na boca de saída do venti lador
D
d
== - == 675mm
1,6
Q == 240 + 60 == 4 m3/s
Fixo v == 7 m .
S-I
Achamosd
==
~4~Q
==
~ 4 x 4 == 0,853m
1Tx7
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154
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
A pr es são to ta l ou ene rg ia t ota l s er á, po is,
Av.= Av + Av = 20,621.+2,01 = 22 63immHp
A po tência do mot or que ac iona o venti lador é ca lculada pe la fó rmu la abai xo, con forme se rá exp li cado
no item referente aos ventiladores
Q.Ap
Ncv = ~
Q(m1 .S-I)
71
= rendimentototal, que admitimosser igual.a0,60
4 x 22,621
N = = 2 01cv
7Sx 0,60
- I
Observaçoes: 1
a) 1 mmH20 equivale a 1 kgf/m2ou 0,0001kgflcm2
I
b ) deve remos consu lta r c at álogos de fabri cante s para a e scolha do ven til ador, como ve re J110s no Capo 10 '
I
mas, numa primeira aproximação, vemos que o motor seria de 2,0 cv. '
'
I
'
.
'1
1.
)1
1'''11
EXEMPLO 9.8
Um local é pressurizado a 30 mmca em relação à pressão da sala contígua, havendo entre ambos uma
porta. Qual o esforço para abrir a porta para dentro desse local?
I
s._, I
A área da porta é S
=
210 x 70 cm
=
14.700 cm2
Sabemos que
i ~1i:
~'I
cl,l~
'1.~
1i
..
I'
,
'
.
,I
~I
'li
',I
10.000 mmca
= 1 kgf/cm2
2 0 m mc a - 0 ,0 02 0 k gf /cm2
:I:~t
I
I
I
Observação:
I
I
Quando existe um diferencial de pressão muito grande entre um recinto e outro contíguo, intercala-se,
entre ambos, um compartimento pequeno, denominado câmara de despressurização , a qual evidentemente I
terá duas portas, cada qual abrindo para o recinto respectivo. I
I
r
A força que comprime a porta será
F = 14.700cm2x 0,002 kgflcm2 = 29,4kgf.
I
i 111:
dl
l
:: '~
~,I'
d:,j
i'
;,
li
11
,I~
, 1
9 .9 MATERIAL DOS DUTOS
O fluido conduz ido no duto é um dos fatores deci sivo s na escolha do mater ia l com o qua l est edeve
ser construído. Vapores e gases agressivos, grande quantidade de particulados e materiais abrasivos podem
.
impedi r o uso de dete rm inados ma te ri ai s e , em cert os ca sos , def in ir o t ipo de ma te ri al do du to .
9.9.1 Materiais plásticos
São fabricados em forma tubular cilíndrica, embora possam ser confeccionados dutos de seção retangular
com placas coladas, o que, entretanto, é menos prático. ãII
Resistema uma grandevariedadede agentesagressivos,sendo recomendadosem dutos de exaust
de gases e vapores agressivos ao aço~eao alum~.
,
,
'
,.
'
\11
'/
li'
,'h I
r
. pVC
. pp
. yrFE
I
. polyaran
I . pRFV
I
DUTOS PARA CONDUÇÃO DO AR
155
Os t ipos mai s comuns s ão os de
-
c io r et o de po liv in il . Não se deve s er us ado para gas es e vapore s acima de 50-c .
o polipropileno. Resiste a temperaturas de até lOo-C. A Tecnoplástico Belfano Ltda. fabrica
os tubos de PP Tubelli, com diâmetros de 20 cm a 160 em.
o politetrafluoreto de etileno.
- res ina termoestável pol iéster , f ibra de vidro e areia s il icosa. Diâmetros de 100 mm a 1.200 mm.
- p lás ti co re fo rç ado com f ib ra de v id ro .
9.9.2 Chapa deaço
podem-se usar dutos de chapa de aço galvanizado desde que os gases que por eles devam passar não
sejamorrosivos.
ATabela 9 .8 indic a a e spessur a da chapa de aço gal van iz ado confo rme o d iâme tr o e a c la ss e de mat er ia l
queserá conduzido no duto. As classes são:
o material não-abrasivo. Ex.: dutos de exaustão de cabine de pintura ou de serraria e carpintaria
etc.
- material não-abrasivo, porém em elevada concentração;
-
mat er ial a br asi vo e m f raca conce nt ra ção .
Ex. : exaus tão de pa rticulados de po litr iz es e de moi nhos de ca rvão et c.
o material abrasivo em altas concentrações.
Ex. : bri tagem de rochas, chaminés de exaus tão.
Tabela 9.8 Espessura de chapas de aço galvanizadas para
dutos de ventilação
Aspeças. especiais como cotovelos, reduções, alargamentos e curvas convém sejam feitas com chapa
dois
ontosmais espessa na escala U.5.5. Se o duto for de chapa 22, o cotovelo deverá ser de chapa 20.
9.9.3 Chapa de alumfnio
ATabela 9.9 permite a escolha da b itola da chapa de a lumínio, uma vez determinada a da chapa de
açogalvanizado.
Tabela 9 .9 Bi to la de chapa de a lumín io para du to de vent il aç ão
~
Qasse
Qasse1
QasseII
Bitola de chapa de aço
Diâmetro
V.S.
Standard)
pol.
cm Classe 1
Cl as se 11 Cl as se 111
a té 8
até 20,3
24 22 20
8 a 18
20,3 a45,7
20
20
18
18a30
45,7 a76,2
20 18
16
acima acima 18
16
14
de30
de 76,2
Chapa de aço
26 24
22 20 18 16
14
Bitola V.S. Standard
Chapa de alumínio
24 22 20 18
16 14 12
b it ol a B & S
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;
1
':1;.
r
f
A
norma NB-I0/1978 apresenta as bitolas de chapas para a fabricação de dutos rígidos e sistemasd
ar limpo e baixa pressão (pressão estática até 50 mm de coluna água) e velocidade de até 10 m /s. e I
I
I
156
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
9.9.4 Tabela da ABNT
Tabela 9 .10 Bito la de chapa de duto s, confo rme a NB-I 0/1978
.11
;~
-
1
Ventiladores
i
-
-
I
I
I \
[
As instalações de ventilação por insuflamento elou por exaustão de ar necessitam do ventilador corno
veículoara criar o gradiente energético que permite o desejado escoamento do ar.
10.1 DEFINiÇÃO
I
Ventiladores são turbomáquimas gerat ri zes ou opera tr izes , t ambém des ignadas por máquinas turbodinâ- ,
r icas ,que se des tinam a produzi r o des locamento dos gases . Analogamente ao que ocorre com as turbobombas ,
I
arotação de um rotor do tado de pás adequadas, acionado por um motor , em geral o e lé tr ico, permi te (
atransformação da energia mecânica do rotor nas formas de energia que o fluido é capaz de assumir, ou
seja,a energia potencial de pressão e a energia cinética. Graças à energia adquirida, o fluido (no caso \
, oarouos gases) torna-se capaz de escoar em dutos, vencendo as resistências que seoferecem ao seu desloca-
I
meDto ,p roporc ionando a vazão dese já vel d e a r p ara a fin ali dade que s e tem em v ist a.
I
Já t ivemos necessidade de nos refer irmos aos venti ladores nas ins ta lações de renovação de ar por insuf la -
, meDloe por exaustão e por ambas. É imprescindível que nos detenhamos a estudar, embora sem grande
1
profundidade, essas máquimas usadas nas indús tr ias não apenas em venti lação e c limati zação, mas também
emprocessos industriais, corno na indústria siderúrgica nos altos-fornos e em sinterização; em muitas indústrias
I
oasinstalações de caldeiras; em pulverizadores de carvão, em queimadores, em certos transportes pneumáticos
eemmuitas outras aplicações.
.
1
Oventilador é estudado cornouma máquima de fluidoincompressível, urna vezque o grau decompressão
quenele se verifica é tão pequeno, que não é razoável analisar seu comportamento corno se fosse urna
máquinatérmica. Quando a compressão é superior a aproximadamente 2,5 kgf
. cm-2,empregam-seos
i turbocompressores,cuja teoria de funcionamento, em princípio, é a mesma que a dos ventiladores, havendo I
.
poré
necessidade de levar em consideração os fenômenos termodinâmicos decorrentes da compressão do
areos aspec tos inerentes ao res fr iamento dessas máquinas.
10.2 CLASSIFICAÇÃO
~xis tem vári os c rit ério s s egundo o s qua is se podem cl as si fi ca r os vent il adore s. Menci ona remos o s mais
í USuaiS.
a) ~undo o nlvel energético de pressão que estabelecem, os venti ladores podem ser de:
baixapressão at é uma p re ss ão e fe ti va de 0,02 kgf . cm-2 (200 mmHp);
média pressão para pressões de 0,02 a 0,08 kgf . cm-2 (200 a 800 mmH20). Ex., Ventilador {
Hig rot ec Radi al TIP Sér ie 1 .800 e 4 .800 IRT. P res sões de 125 a 890 mmH20 ;
lt pressão
. (
par a pressões de 0,08 a 0,250 kgf . cm-2 (800 a 2,500 mmH20) . Ex., Ventilador
Higrotec PA- série 2.300. Pressões de 125 a 2.413 mmHzÜ e vazões até 101.000 (
m31h;
~ H_{J.
{
(
........
Espessuras Duto circular (diâmetro)
Calandrado, com
Retângulo
Alumínio
Aço galvanizado
Costura helicoidal
costura longitudinal
(lado maior)
Bitola Bitola
(0101)
(0101)
(0101)
2
0,64
26
0,50
até 225
até 450
até 300
22
0,79
24
0,64
250 a 600 460 a
750
310 a
750
20
0,95
22
0,79
650 a
900
760 a 1.150
760 a 1.400
18
1,27
20
0,95
950 a 1.250
1.160 a 1.500 1.410 a 2.100
16
1,59
18
1,27
1.300 a 1.500
1.510 a 2.300
2.110 a 3.000
,
\
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(
{
(
l
{
,
\
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8
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
- muito alIa pressão:
para pres sões de 0.250 kgf . cm-~ a 1.00 kgf . cm-~ (2.500 a 10.000 mmH20) .
São os turbocompressores.
b) Segundo a modalidade conslrutiva:
- célllrífugos.
quando a t ra je tór ia de uma par tí cula gasosa no roto r se rea li za em uma superfí cie que é
aproximadamente um plano normal ao eixo (Fig. 10.1
a ,
portanto. uma espiral;
- hélico-centnlugos,
quando a partícula em sua passagem no interior do rotor descreve uma hélice sobre
uma superfície de revolução cônica cuja geratriz é uma linha curva (Figs. 10.1
b
e
c ; .
- axiais,
quando a trajetória descrita por uma partícula em sua passagem pelo rotor é uma hélice descrita
em uma superfície de revolução aproximadamente cilíndrica (Fig. 10..1
dI.
(a)
Centrífugas
d
Axlols
c) Segundo a forma das pãs :
(c)
Hé/lco -oxiOi s
(b)
Helicoidal s
Fig. 10.1 Modalidades construtivas dos
rotores dos ventiladores.
- pás radiai s retas (Fig. 10.2
a ;
- pás inc linadas para t rás, planas (Fig. 10.2
e
ou curvas (Fig. 10.2
b .
Podem ser de chapa li sa ou com
perfil em asa
airfoil
(Fig. 10.4
b ;
- pás inclinadas para frente (Fig. 10.2
c ;
- pás curvas de saída radial (Fig. 10.2d).
d) Segundo o número de entradas de asp iração no rolar :
- entrada unilateral ou simples aspiração;
- ent rada bil at eral ou dupla aspiração.
e) Segundo o
mimero de ralares:
- de simples estágio, com um roto r apenas. É o caso usual;
- de duplo estágio, com dois rotores montados num mesmo eixo. O ar, após passar pela caixa do 1.
estágio, penetra na caixa do 2: estágio com a energia proporcionada pelo \ . rotor (menos as perdas)
e recebe a energia do 2. rotor, que se soma à do \. estágio. Conseguem-se assim pressões elevadas,
da ordem de3.000a 4.000 mmHp (Fig. 10.9).
,
. I
pAs RADIAIS RETAS PÁS URV D S PARA TRÁS
Robus to . Movimenta g,and..
cargos d. ,G, ;C\8 OI.
Tr aba f8o p l ado
R .ndi , .nto baixo
Usado para go,.. limpo. .
SII.nclolo. Bom,. n.
dim.Ato. Potincla auto-
l im it ado. A lta p r. ., ao
(d)
PÁS CURVAS, DE SAlDA RADIAL
Alta pr. I. ão
Grand..
vazo
Flg. 10.1 Formas das pásde ventiladores centrífugos.
I
J
CURVADA S PA RA FREN TE
Som
t.
n d
1mI n1o
AJto ,r. ., io
(8)
PÁS RETAS, PARA TRÁS
Media pre I . io
Para 90les limpo. Ou
com baixa conc.n raçCf.
d. parJicula.
Fig . 10.3 Venti lador Sulzer
com pás para trás.
Ventilador tuboaxial
,;.
24k
Exaustores
com transmissão
tipoTTR
.
Exaustores axlals
com transmissão
Com motor externo e transmis-
são blindada, porcorreias. para
gases
corrosivos
ouexplosivos
Flg. 10.4 Ventiladores-exaustores axiaisda Metalúrgica Silva Ltda.
Ventilador axial-propulsor
Exaustores
Industriais
tipos E-100eE-150
Paraventilaçãoe exaustãoem
grandesambientese preces.
50S industriais
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160
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
~ ~ ~ .
Transmissão direta
O rotoré montado diretamente sobre
o eixodo motor.Atemperaturamáxima
de operação é 10o-C
Flg. 10.4a Rotor tipo A pás irfoil para trás (Higrotec), 600 a 954.11X)
m)/h,5 a 760mmHp. Elevadorendimentoenívelde ruídomuitobaixo.I'
Transmissão porcorreias
O rolorémontadoemum robustoeixo
sobre rolamentos. Para temperatura
acima de 10o-C,umdisco de reslria-
mentopodeser montadoentreacarca-
çae omancalmaispróximo,permitindo
então transportar gases a temperatu-
rasde até3SO C
Transmissão porcorreias
e base única
O motordoventiladore a transmissão
porpoliasecorreiassão montadosem
uma robustabase formandoumauni-
dade completaprontapara ser acio-
nada
Flg. 10.5 Variantes de acionamento do Ventilador HC da Flãkt Técnica de Ar Ltda.
1 1)
ill(1
t
II I
i1l51;
P3
li
lll
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III
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1
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~.
'::~UI
\1 1
P3
o
Po
r
f
l
I
1
f
,
MODELO RS (SIROCCO)
Disponibilidades:
200a SOO.OOO'lh,
Sa80mmca.
Simples ou dupla aspiração
MODELO RL
Disponibilidades:
2.000 a 300.000 m'lh,
2 0 a 3S0 mmca.
Simples ou dupla aspiração
MODELOS RBI-RMI-RAI
Disponibilidade:
1.200 a 9S.000 m'Ih,
30 a 6 00 mm c a
VENTILADORES
APLICAÇÕES:
Arcondicionado, calefaçáo. ventilação e exauslao industrial , comer.
c ia l ou domés ti ca . Estufas , coi tas. s ecadores . condensadores ava .
porativos. torres de resfrlamento e cAmaras trigorlficas
161
(
(
(
{
(
~
{
\
,
o - \~
t
,. .: ~
CARACTERISTlCAS:
Grande volume de ar. Baixa p ress ão . Baixo n velde rurdo
APLICAÇÕES:
Arcondicionado,ventilação
e exaustâo industrial comercial
oudo-
méstica. Estufas, secadores. tiragem forçada ventilação de minas
e túneis câmaras frigorlficas e apncaçOesespeciais
CARACTERlsTICAS:
Grande volume de ar. Mádia pressão.
Médio nlvel de ruido
APLICAÇÕES:
E xa us tã o d e d et ri to s d e m áq ui na s. fe rr am en ta s. a tr av és d e t ra ns .
p or te p ne um ál Jc o. E xa us tã o d e p ó g as es f u m aç as v ap or es e o do -
res industriais
CARACTERISTlCAS:
Especial
para aplicação onde Omaterial transportado necessite
atravessaro ventilador
MODELOS RBE-RME-RAE
APLICAÇÕES:
Disponibilidades:
200a 130.000m'lh,
30a 600 mmca
M OD ELO R R
Disponibilidades:
60a 3.000 m /h
60a 1.350mmca
MODELO
RH
Disponibilidades:
180a 6.000m'/h,
60a 1.500mm ca
E xa us tA o d e d et ri to s d e m áq ul na s. fe rr am en ta s a tr av és d e t ra ns .
p or te p ne um át ic o. E xa us tã o d e p ó. g as es . f um aç as v ap or es e o d o -
res i ndustri ai s. A pl cações espedais
CARACTERISTlCAS:
Construção e m r ês m od el os d e a co rd o c om a n ec es si da de d o
balanceamento entreo volumede ar e pressão
APLICAÇÕES:
T ra ns po rt e p ne um át ic o. q ue im ad Of es d e 6 1e o f om os I nd us tr ia is t ip o
C ub i o t o u e sp ec ia is f o r ja s. s op ra do re s p ar a projeção de materiais.
AplicaçOes espec ia is
CARACTERISTlCAS:
Alta pressao, v ol um e d e ar r ed uz do . O m at er ia l t ra ns po rt ad o. se
f or o c as o não d ev e a tr av es sa r o v en tn ad or
APLICAÇÕES:
Transportepneumático,quelmadores
deóleo.fomos
Industriaisipo
Cubllotou especiais,forjas,
sopradores paraprojeçãode materiais.
AplicaçOes especiais
CARACTERISTlCAS:
Alta pressão, pequeno volume dear. O material transportado, se
foro caso nAodeve atravessar o ventilador
(
.(
(
{
(
I
1
I
I
l
\.
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I
I
,
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I
.
I
I
I
- - t ~
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f 1'
\
1\ 10.7Venti la dore s da OTAM S.A . Venti la dore s Indus tr ia is .
Flg. 10.6 Exaustor cenul ul
SIR
-
SIROCCO
-
radial,
eRUt
da uni la te ra l, da Metalúrgica Vc~
I
tiSilva Ltda.
~
.....
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162
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
~
~
A
M OD EL O R A
Disponibilidades:
4 00 a 1 00 .0 00 m 3/ h
150a
2.000
mmca
M OD EL O R PD
Disponibilidades:
1.000 a 120.000 m3/h
2 0 a 1 .0 00 m m c a
M ODE LO A
Disponibilidades:
1.000 a 500.000 m3/h
3a50mmca
M ODE LO B
Disponibilidades:
1 .0 00 . 5 00 .0 00 m I h
3a50mmca
MODELO F
Disponibilidades:
1.000 a 500.000 m3/h
3a50mmca
APLlCAÇOES:
Exaustãoemsistemas e altapressão. transporte pneumático emsiste-
m as d e g ra nd e v ol um e d e a r. g ra nd es q ue lm ad or es d e O Ie o e f Of r I Os
Industriais. aplicações especiais
CARACTERISTlCAS:
Alta p re ss ão , g ra nd e v ol um e d e a r. O m at er ia l t ra ns po rt àd o. s e f or o
caso
n ão d ev e a tr av es sa r
o ventilador
APLICAÇOES:
Exaus tão de materiai s fi brosos . at ravés de t rans porte pneumát i co. Es pi o
d ai p ar a a pl ic aç Oe s o nd e o m at er ia l transportado necessite atravessar
o ventilador
CARACTERISTlCAS:
G ra nd e v ol um e d e a r. M éd ia p re ss ão
APLICAÇOES:
Ventilaçãoouexaustão Industrial
cabines de pintura, torres
derefrige-
raçAo.cozi nhas i ndust riai s. capel as de l aborat óri os . condens adores eva.
porati vos ceifas para gases ou vapores . câmaras frigori fi eas ete.
CARACTERISTlCAS:
C on st r uç ão p ró pr ia p ar a c on ex ão d ir et a em tubulaçOes e aparelhos
e sp ec ia is o u c ol oc aç ão e m p ar ed es . M od el o em construção aspeclal
para ventiação de mi nas subterrâneas Ml ne.Vent)
APLICAÇOES:
V en ti a çã o o u e xa us tâ o d e e qu ip am en to s I nd us tr ia is . e st uf as d e a qu ec i-
m en to . 8 va po ra do re s d e a r f or ça do . r ad ia do re s d e á g ua o u vapor. resfria-
m en to d e m áq ui na s e te .
CARACTERsTICAS:
C on st ru çã o p ró pr ia p ar a a da pt aç ão e m e qu ip am en to s
especiais
fixa.
ç ão e m pa red es M od el o C)
APLICAÇOES:
E xa us tã o d e c oz in ha s i nd us tr ia is , c ab in es de pintura. t or r es d e r ef ri ge -
ração coifas p ar a g as es o u v ap or es , c ap et as d e l ab or at 6r io s. c âm ar as
frigori f icas. condensadores evaporatlvos
CARACTERISTlCAS:
C on st ru çA o p r6 pr la p ar a c on ex ão d ir et a e m t ub ul aç õe s.
Recomendado
es pecial mente para apli cação o nd e o s v ap or es o u g as es exauridoS nao
possam
tomar
contato
c om o m ot or e lé tr ic o
Fig. 10.78 Ventiladores da OTAM S.A. Ventiladores Industriais.
r
I
t -
~
, .
TIPOP
Abastecimentoear prtmárlo
nosquelmadoreseóleoou
em caldeiras. omos ete.
0 -0 1 a2 Om /s
- 200 . 1.200
mmH,O
I
I
I.
I>
TlPON
rotor aberto)
Transporte decavacos demadeira.
cereais em moinhos.
aparas de papel. recolhimentode
limalha ou póde eamerR.
Q-0 3a 20 m .
-100 a 5 00 m mH ,O
1Ig 10.8Ventiladores da ATA Combustáo Técnica S.A.
BOCA
DE
ASPIRAÇÃD
VENTILADORES
163
TIPOB
pás cUlVa.)
Arsecundário de cakteiras.
ar condidonado. vent i lação
de mi nas . t únei s aerodinâmi cos
Q - 0, 5 a 3O m3 /.
H-4Oa4oommH,o .
TIPOH
Axial
Para insuflamentouexaustãodoar.
Podeser colocadoemdutos
0-0,1 a4Om3/.
H O 1 a20mmH,O
Flg. 10.9 Ventilador de dois estágios da NEU Ae-
rodinâmica.
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11j.\
164 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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1651
VEl ;TILADORES
I
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t
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~
(
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(
{
::/
i
\
P Ef ll lL D A P Á
TRAJ JlIUTlVA
Flg. 10.10 Venti lador axial-propulsor Sulzer, de pás de
passo ajustável, tipo PV.Vazões: de 10.000a325.000m]lh;
pressões: até 70mmHp.
\ 111,10.11 Diagrama de velocidades para ospontos 1 (entrada), 2 (saída) e M (ponto qualquer) da pá.
Ü
é a velocidade
circunferencial,periférica
oude
arrastamento,
tangente à circunferência descrita pelo ponta
w
j
M
dapá. Seu módulo
é dado
pe lo p rodu to da ve lo cid ade angular f i
= -
( radianos por segundo) pelo raio.
,
30
I ,correspondente ao.ponto
M,
ou seja,
I u
= {}
.
r
I 110.1
I
Flg.-10.10a Venti lador VAV (Volume
de Ar Variável) da Chicago Blower (Hi-
grotec).
n éOnúmero. de rotações por minuto;
IVé a velocidade relativa, i st o é , da par tíc ula no pont o M percorrendo a t ra je tóri a rel at iva e que cor respondf
-
ao
perfilda pá;
V
é a
velocidade absoluta,
soma geométrica das duas anteriores e tangente à trajetória absoluta no ponlç
Páemligade
alumlnlo
10 3
FUNDAMENTOS DA TEORIA DOS VENTILADORES
I
I
\ ~ = ri
+ w I 110.2
(:
10.3.1 Diagrama das velocidades
.
O diagrama formada pelos vetores
W, Ü
e
V
é denominado
diagrama das velocidades
Completa-se
Nos ventiladores, como aliás em todas as chamadas turbamáquinas, uma partícula de fluido em contato
t
Odiagramandicanda-se, ainda: (
com a pá (pa lhe ta ) do órgão p ropulsor não tem a mesma t ra je tór ia que a do ponto da órgão propu~r
coma qual a cada instante se acha emcantata. Ao mesmotempo que o ponto dapá descreve uma circunferênCIa.
a partícula percorre uma trajetória sobre a superfície da pá
movimento relativo .
Da composição desse
movimento relativo e do movimento simultâneo da ponto da pá
movimento de arrastamento ,
resulta plll1
a partícula um movimento segundo uma trajetória
absoluta,
em relação ao sistema de referência fixo00
qual se acha o observador. Esta trajetória absoluta seria, portanto, aquela que o observadar veria a partícub
descrever.
I
Para um determinado ponto M cor res pondent e a uma par tíc ul a de fl uido em contat o com a pá , p ademO
carac te ri zar o movimento pela veloc idade ao longo da t ra je tóri a cor respandente. Ass im, na Fig . 10.11, t emO
~
-oângulo.a, que a velocidade absQluta
V
forma coma velocidade periférica
U; \
-
o ângulo.
{J,
que a velocidade relat iva W forma CQmo prolangamento de
U
em sentida oposto. É o
4ngulode inclinação dapá
no panto cansiderado;
I
-aprojeção de V sobre U, i sto é , a component e per ifé ri ca de Ve que é r ep re senta da por Vu. Esta grandeza
aparece na equação da energia cedida pelo rotor ao fluido (ou vice-versa, no caso de uma turbomáquin(
matriz ;
-a prQjeçãQ de V s ob re a dir eç ão . ra di al QUme ri dia na des ignada pa r Vm' Esta componente in te rv ém n(
cálculo.da vazão do ventiladar.
.-.
ir
H J
r.1
Illi
II
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;.11
li]
i
,I
I
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166
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
São especialmente importantes os diagramas à entrada e à saída das pás do rotor, designados comOs
índices 1 e 2 , respectivamente, pois representam asgrandezas que aparecem naequação de Euler conhecida
como
equação de energia das turbomáquinas,
10.3.2 Equação da energia
Se for aplicada uma potência
N,
pe lo rotor a uma massa de um gás de peso especí fi co 'Y,este gás
adquire uma energia H, (alturade elevação)graçasà qual tem condiçõesde escoarsegundouma vazão
Q.
Podemos escrever
I
N,
= 'Y '
Q . H,
I 8
é
Leonard Euler deduz iu a equação da energia H, cedida pe lo roto r à un idade de peso de f luido, e que
I
u, V -
U, V
I G
= 2 I
,
g
Na maioria dos casos projeta-se o rotor de modo a ocorrer a entrada do fluido radialmente no rotor,
o que e limina o termo nega tivo (cond ição de
entrada meridiana, a
= 90'), de modo que a equação de
Euler se simplifica para
1 .' U,~V
I
G
Chamando de
I 1+ '::~
I g
podemos escrever
I .. f°l B
. 01;>serva-se,portanto, a importância fundamental doque sepassa àsaída do rotor e, portanto, da velocidade
penfénca de saída
U2
e do ângulo deinclinação das pás à saída do rotor,
fJ2.
Se apl icarmos a equação de Bernou ll i aos pontos à sa ída e à ent rada do rotor , chegaremos à u11Ia
~xpressão para a altura total de elevação
H
ú ti l n a aná li se do que ocorre no roto r do vent il ado r, e que
e
I' .' m 2~ m + \ ~ + \~-~ I 13
VENTILADORES
167
pe f at o, a energ ia cedi da pelo r oto r s e apr esenta sob duas f ormas:
.-
Energia de pressão (pressão estática),
dada por
~ ~
~~ m;. m + ~;. ~ I 1'09 I
-
Energiadinilmica ou cinética
E-:;.
71
1'0'0 I
w-m .
A parce la 2 Irep resenta energia propo rc ionada pe la var iação da força cent rí fuga ent re o spontos
~_~2g
l e2 , e I 2 representa energ ia despendida para fazer .a veloc idade relat iva var ia r ao longo da pá, do
2g
valorW. ao valor
W2.
As grandezas referentes ao que ocorre à ent rada e à sa ída do rotor são fundamentai s para o projeto
do ventilador.
Saldada caixa
3
Entradaa
caixa
O
Fig. 10.12 Ventilador Centrífugo - EISEL Equi-
pamentos Industriais Ltda. Entrada e saída da caixa
do ventilador,
~,
Para quem adqui re um venti lador a f im de apl icá- Io ao contexto de uma ins ta lação, interessa mais conhec~r
oquese passa à entrada e à saída da caixa do venti lador (se for do tipo centrífugo ou bélico-centrífugo)
ehntrada e à safda da peça tubular, seo venti lador for axial .
~ Designemos com o índice O as grandezas à boca de entrada da caixa do venti lador e com o índice
asreferentes à boca de saída da caixa.
.
I
i
ffi'
;1 I; ,;
W'
.It
li
; I
II
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I r } .
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I 1 l i.
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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168
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
10.3.3 Alturas energéticas
Quando se representam as parce las de energia que a unidade de peso de um f luido possui, para des locar- se
ent re doi s determinados pontos, expressas em altura de coluna f lu ida de peso espec íf ico Y,elas se denominam
de alturas de elevação. Uma altura de elevação representa um desnivel energético entre dois pontos, e este
de sní ve l pode s er d e pr es são, de energ ia c in ét ica ou de ambos , c on fo rme o ca so que s e e sti ver consi de rando.
Vejamos a conce ituação de a lgumas dessas a lturas .
10.3.3.1 Altura útil de elevaçãoH. ou pressão total
É a energia total ganha pelo fluido (sempre se refere à unidade de peso de fluido) em sua passagem
pelo vent il ador , desde a boca de ent rada ( índice O ) a té à de saída ( índice 3 ).
[
H.
(~-~)
+ (~) I 11011 I
Graça s a e sta energ ia re cebid a, o flu ido t em capac id ade par a e scoa r ao l ongo de tubu la ções ou du to s.
Esta energia úti l consta, como mostra a fórmula acima, de duas parce las:
-
Altura de carga estática H, ou simplesmente carga estática, pressão estática, PE, ou pressão manométrica
total
(medidas em altura de coluna l íquida)
[H, ~ -~ I 00 H, - H,. I 110121
representa o ganho de energia da pressão do fluido desde a entrada (índice O ) até a saída do venti lador
(índice 3 ).
- AlturadecargadinâmicaHv ou simplesmente carga dinâmica ou pressão dinâmica
I
H,
~ - ~
I
0
H~
-
H..
I 110131
é o ganho de energia cinética do fluido em sua passagem pelo venti lador, desde a
entrada
até a
salda
da
caixa.
10.3.3.2 Altura total de elevaçãoH.
É a energia total cedida pelo
rqtor
do ventilador ao fluido. Uma parte desta energia,
H.
se perde no
próprio ventilador por atritos e turbilhonamentos (que se designam por
perdas hidráulicas),
de modo que
sobra para a altura útil
[
H. = H.
-
H, I 110.14
I
10.3.3.3 Altura motriz de elevaçãoH..
É a energia mecânica fornecida pelo eixo do motor que aciona o venti lador. Nem toda esta energia
é aproveitada pelo rotor para comunicar ao fluido a energia
H
pois uma parte se perde sob a forma de
perdas mecânicas
Hp
nosmancais, transmissão por correia, de modo que podemos escrever que
\
VENTILADORES 169
I H~
=
H.
+
Hp I
110.15.1
10.3.4 Potências
O traba lho ef etu ado ou a ene rg ia c edi da pa ra e fe tu ar tr ab al ho na un id ade de tempo con stit ui a potincia.
Po rt an to , a c ada a lt ur a de e le va ção co rr es ponde uma pot ênci a com a mesma des ignaç ão .
- Potincia útil:
é a potência ganha pelo f lu ido em sua passagem pelo venti lador.
I
N. = Y. Q . H.
I
/10.16
I
-
Potência total de elevação:
é a potênc ia c ed id a pe la s pá s do ro to r ao fl ui do .
I
N,
=
1 . Q . H, I 110.17 I
- Pot inci a mot ri z, mecâni ca ou efetiva, ou ainda brake horse-power (BHP), é a pot ênci a fo rn ec id a pe lo
motor ao e ixó do rotor do venti lador
I
N~
=
1 . Q . Hm I 110.18 I
10.3.5 Rendimentos
.J.
j
I
O rendimen to é a r el aç ão ent re a potê nc ia ap rovei ta da e a f or ne cid a. Temos , no c aso dos vent ila dor es ,
-
Rendimento hidráulico
I- =
~
1 110191
-
Rendimento mecânico
1 p -
~
I 11020 1
-
Rendimento total
I
I
~
I 11021 1
-
Rendimento volumétrico
1
~
=
Q
~ Q, I 1,0221
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 93/210
170
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
sendo
Q o volume de gás r ea lmen te desl oc ado pel a a ção do venti la do r,
Q/ o volume de gás que f ica continuamente c irculando no inter ior do venti lador em conseqüência das diferenças
de p res são que pr ovocam re cir cu la ção in te rn a de uma parc el a de gá s. É de signado por vazão de fugas.
Quando se menciona potência do ventilador nos c at ál ogo s, norma lmen te e st á- se fa zendo re fer ência à
potência motriz.
I N.~dH.=Y~H.1 EJ
Quando
V3
= Vo Hu = H e temos para a potência motriz:
--------
.......
[N=dH ~~; YP 13
- '11 /' '<
.
\ EXEMPLO 1 0. 1
<:1 Qual a potência motriz de um ventilador com pressão efetiva ou absoluta de 36 mmH20 com uma
vazão de 5 m3/sde ar com peso específico 'Y = 1,2 kgflm3,admitindo um rendimento total 7)= 0,70?
Solução:
A potência motriz expressa em cv é dada por
N= Y.Q.H
75 . 'I)
onde
'Y= 1,2 kgflm3é o peso específicodo ar
Q = 5 m3/s = 18.000 m3/h
'I)
= 0,70
A pressão ~ é igual a 36mmHzÜ
'Y
Mas 36 mmH20 correspondem a uma pressão de 36 kgflm2. Como 'Y = 1,2 kgf/m3,temos para H em
m tros
de coluna de ar:
li~
p 36 (kgf/m2) = 30m coluna dear
H
= -:;- = 1,2(kgflm3)
:~
l
'
:11
;1..
Observação:
1 kgflm2 corr es ponde a 1 mmH20
1 mmH20 corr es ponde a 0 ,0001 kgfl cm2
Podemos escrever:
IIII I
1,2 x 5 x 30 = 3,42
cv
=
75 x 0,70
VENTILADORES 171
poderíamos calcular diretamente:
Q ~
N=
3.600 x 75 x '1/
6P= H = 36 mmHzÜ = 36 kgf/m2
Q = 18.000 m3/h
~=70%
18.000 x 36
3.600 x 75 x 0,70
N=
= 3,42
cv
7
10.4 GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS
Exist em cer tas grandezas de impor tânc ia no funcionamento e comportamento dos venti ladores, podendo
I l1csmoma adequada combinação das mesmas permi ti r a escolha do t ipo de venti lador para condições prees ta -
belecidas. .
E st as g rande za s, por c ar ac ter iz ar em a s condi ções de funci onament o, s ão denomi nadas
características.
Sãoas seguintes:
-número de rotações por minuto, n ou a veloc idade angular , f i ( radianos pÇl r segundo) ;
-diâmetro de saída do rotor , d2;
-
vazão, Q;
- a lturas de e levação (út il , manomét ri ca e mot ri z) ;
-
potências (út il , t ot al de e levação e mot ri z) ;
- rendimentos (hidráulico, mecânico e total).
As equações de que se dispõe para estudar a interdependência entre estas grandezas não permitem
queepossa pretender realizar um estudo baseado em considerações puramente teóricas. Recorre-se a ensaios
delaboratório que permitem estatis ticamente exprimir a variação de uma grandeza em função de outra.
Comos valores obtidos nos ensaios, os fabricantes elaboram tabelas e gráficos que publicam em folhetos
ecatálogos,permitindo aos usuários dos mesmos uma fácil e rápida escolha do venti lador e uma análise
00comportamento do mesmo quando ocorrem variações nasgrandezas representadas.
Ascurvas que traduzem a dependência entre duas das grandezas, uma vez fixadas as demais, chamam-se
II Vascaracterísticas.
As mais impor tantes são:
a)Para um valor de n constante : var iação das grandezas
H Nm
e 'I) em função da vazão Q.
b)Variação das grandezas
H
Q,
Nm
e ' I) em função do númer o de ro ta ções
n.
c)Cu rvas de igua l re ndiment o no c ampo das g randez as Q e H.
A Fig. 10.13 mos tr a, em porc ent agen s, c omo va riam H Nm e 'I) em função de Q para um certo número
nde rpm, no c aso de um ven ti la dor de pás pa ra t rá s. E sse s vent il adore s p ropo rc ionam muit o bom rendiment o
e a cur va pouco in cl in ada da pot ência
Nm
mostra que o motor pode ser dimensionado para cobrir ampla
f ix deutilização de valores da descarga.
A Fig. 10 .14 ap re sen ta cu rva s anál oga s para o c aso de um ven ti la dor com pá s pa ra a fr ent e.
Esses venti ladores t êm uma faixa de uti li zação bas tante est re it a ( limi te infer ior condicionado pela ins tabi -
idade e limite superior, pelo baixo rendimento). Só devem ser usados em sistemas onde as variações de
cargaH e da descarga Q forem pequenas. São em geral mais barulhentos a apresentam menor rendimento
queosde pás para t rás.
A Fig. 10.15 mostra o aspecto das curvas dos ventiladores de pás radiais. Apresentam para a curva
~
unçãode Q um ramo ascendente e um descendente, com um trecho entre a e b de funcionamento
IIStável.
A Fig. 10.18 permite a escolha de um ventilador radial, quando são dadas a vazão em m3ts e a pressão
~ométrica em mm de coluna de água (c a). Trata-se dos aparelhos da Ventiladores GEMA. O gráfic.o
lldica o campo de trabalho de cada tipo. A Fig. 10.19 mostra o rotor de cada um dos tipos. Em certos
~,mais de um formato de ventilador pode ser empregado. Determ inado o tipo (ou os tipos) aplicáveis,
~ l I ~r es sado soli ci ta a o fabr ic ant e que lh e fo rne ça a s cur vas c ar act er ís ti ca s corr es pondent es ao c as o a f im
VIra ser possíve l um melhor conhecimento das condições de operação e do rendimento.
~
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 94/210
172
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
H
~~11
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H
I
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~
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I -
/ I
-
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20 I
I
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10
I
/
100
90
00
70
60:
50
o
00
30
50 60
10
ii
,Iil::
~
,
.~
rl
.
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.
i~ ':
;,1
f~1
H
1
o
I
li'
,[1([
l
i
Ir ~i
il'l
Flg. 10.15 Curvas características de um ventilador de
pás retas radicais,
a-b
é o trecho de funcionamento
instável. Pressões médias. Rendimento médio.
'
'
1.
11
.1
VENTILADORES
7~
PÁCOMP R IL DE S
H
~i-
-~
..
H
N..
l
N..
o
I ig .10 .16 Curva s c ar ac te rí st ic as de um venti la -
Ibrtuboaxial.
O(
Fig. 10.17 Curvas características de um venti-(
lado r axia l com pá em pe rfil de as a. Usado
para baixas pressões e grandes vazões.
a 0/.
Flg. 10.13 Curvas características deum
ventilador com pás para trás, perfilem
asa.
CAMPOS DE TRABALHO
PARA ESCOLHA
DOS VENTILADORES
RADIAIS.
GEMA ILG
H
1
N..
~
Fig. 10.14 Curvascaracterísticas de umventilador depáspau
frente. Pressões elevadas. Bom rendimento.
~
(
Onor
nlo10.18Gráfico de quadrículas para escolha de ventilador centrífugo da indústria Ventiladores GEMA.
~
----
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 95/210
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I
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I
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';1
ROTORES DE MESMA CARCAÇA
ROTOR TIPO A
Apl lc :a çl o: F in s I nd us t ri ai s l ev es .
a sp ir açAode a r, g ás . y a~
(35O C) pores~ pó e fumaças ,
t ranspone de mate ria is
l eve s. .
R ev 8. lI me nl o: D e q u al qu er e sp éc ie e
espessura.
ROTOR TIPO L
ApUca çlO: F in s i nd us tr i ai s p esa.
d os . Mat er ia is a br as l.
(35OC) \ 'Os, corrosivos. outras
c on di çO es d e servi ço
extremamente severas,
executando, quando ne .
e u' sA ri o, a i p al he la s
em materia l . apropria .
....
ROTOR TIPOT
A pl lc aç lo : F in s i nd us tr ia is n Or .
( :J5O C)ma is . c omo a r. ; tI . V a-
por . fumaça,
Rev e.Umen to : D e q ua lq ue r 8 Sp éc it e
BSp8SSUla a té 11t 'nI,
ROTOR TIPO M
ApUca çAQ: F in s i nd us tr ia is m ei o.
pe : l8dOs. Transporte de
(15OC) mate ria is como cavacos
d e m ade ir a. p ó d e ' s
m er il , r es ld uo s d e p ol i.
t ri z . c er ea is em g rl o. .
R ev es ti me nt o: D e q u al qu er e sp éc ie e
espessura.
ROTORES DE MESMACARCAÇA
ROTOR TIPO B
Apllcaç60: F lOsde confano. obser-
v ad o o l im it e d e 2 6 m Ie
(3SO C) na ve lOcidade c ircunfe .
renc ial . fins industriais
l ev es . COO lO r l impo OU
levemente empoeirado
e gases quentes.
R ev es ti me nt o: O e q ua lq ue r e sp éc ie l i
es~saura.
--I) ROTOR TIPO
F
Apllcaç lo: FI'Isdeconfor1O.com ai.
t a s il en ci os id ad e. 1 1m .
(40'C) tando a velocicladedoar
d a b oc a d e s a ld a e m ' 0
mIa.
Rev es t im en to : D e Qua lq ue r e sp éCi e.
e sp es sur a a té 1mm(d i .
ficuldade para lençol de
PVCI.
R OT OR T IP O PE
A pl lc eç lo : A sp ir aç ão d e p 6. a r.
g 6. . f u~ u. v ap or ,. .
(6O C)fibrllhas. Tran.polt,
pneumAtic:o de dIwno8
materiais.
Rev .. tlme nt o: Q ua lq ue r e sp êó e . . ..
p es sur a a té 1mm .
Fabrlcaç lo: Ferro oua lumlniofutd.
d o, a ço s c arbo no . IÇO
inoxidável. bronz.....
.ão.
ROTOH TIPO RP
Apl lc aç h: F in s t nd us tr ia is n orma is
c omo a r. g 6s . f umaç as
(10CtC): e vapores compressões
a té 2 .0 00 mm t a .
R.ve .tlmento: Não aplicé.vel .
F ab rl ca çl o: RolOf em a ço o u a tum -
....
:';1'
1::1
,.1111
Q Aplicação norma
ai Também aplicével
Fig. 10.19 Ventiladores centrífugos GEMA. Escolha do tipo.
._<~- ~
VENTILADORES 175
EXEMPLO 1Q.1
Qual o ventilador GEMA que deverá ser escolhido para uma vazão de 0,06 m3/s = 215 m3/h e uma
pre ssãode 120 mm de co luna de água?
SOluçãO:
Entrando na Fig. 10.18 com estes dois dados, as coordenadas correspondentes se cruzam em um ponto
daquadr ícula referente ao venti lador t ipo RP.
Em segu ida, consult ando a F ig . 10 .19, vemos o e sboço do ro tor ti po RP, suas ap lic ações e outr os det al he s.
EXEMPLOO.3 .
d
- ..
b
.
d
-
d
..
Deseja-se remover, em um sIstema e exaustao,
materiaISa raslVOSem con lçoesseveras,
sen o a vazao
necessária de 20 m3/s
=
72,000 m3/h e a p res são de 200 mm ca. Que venti lador GEMA ser ia i ndi cado?
SOlução:
Para
equesão:
-
a que corr esponde ao ti po B;
= 20 m3/se
H =
200 mm ca, obtemos na Fig. 19.18 um ponto situado entre duas quadrículas
Pie ,.10 .20 Venti la dore s Radia is HURNER do Bra si l -
Sér ie 20, Tamanho 20RU - 450,
EXAUSTAo
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Motor
Rotor
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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I
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176 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
-
a que corresponde aos tipos
A, M
e
L.
Consultando a Fig. 10.19,vemos que:
- o t ipo B é adequado a ar l impo ou levemente empoei rado ;
-
o tipo A, a ar, gás, vapores, póe fumaças e transporte demateriais leves ;
-
o .tipo M,- a ::transporte de materiais como cavacos de madeira, pó de esmeril , resíduos de politrjze
cereais emgraos ;
-
o t ipo L, a fins industriais pesados, materiais abrasivos, corrosivos e outras condições extremamente
severas .
Devemos optar, então, pelo ventilador GEMA tipo L.
EXEMPLO10.4
Na F ig. 10.20 vemos um grá fic o de curvas de vari aç ão t ota l d a pr es são I1p expressa em kPa (quilopascaI)
em função da vazão para vários números de rpm do ventilador radial 20 RU 450 da HURNER do Brasil
(1 kPa - 0,1 m ca).
Determinar a potência do motor, o número de rpm e o rendimento do venti lador necessário parase
obter
Q
=
4 .000 m3f h e
I1p
=
20
kP/m2.
Acionamento direto
(M).
Posição do bocal GR 45 (boca de sarda
pela parte superior, formando 45' com o plano vertical que passa pelo eixo).
Solução:
Com osvalores acima, determinamos um ponto, correspondente a
- potência de 0,55 kW;
-
n
=
680 rpm;
- rendimentototal. de aproximadamente74,8%.
o ventilador Hurner será especificado da seguinte maneira:
Ventilador radial Hurner do Brasil 20 RU 4501M -GR 45; 680 rpm; 0,55 kW.
Se o acionamento fosse com correia
(R),
o número de rpm do motor seria de 1 .150 , reduzindo
para
680.
10,5
LEIS E SEMELH NÇ
Podem-se, a partir do conhecimento das condições com as quais um venti lador se acha funcionando,
aplicando as chamadas leis de semelhança, determinar os valores das diversas grandezas quando umaou
mais dentre elas sofre uma variação. Por meio de um modelo reduzido, conseguem-se, pela aplicaçãodos
princípios de semelhança geométrica, cinemática e dinâmica, estabelecer as grandezas correspondentes de
um protótipo, que, por suas dimensões ou elevada potência, não poderia ser ensaiado no laboratório.
Resumiremos as conclusões deste estudo, cujo desenvolvimento escapa aos objetivos deste livro.
1.. caso: Para um dado rotor , operando com o mesmo flu ido, Q é proporcional a n, H é proporcional
ao quadrado de
n,
e
N,
ao cubo de
n,
isto é,
iJ
~ ~
I Q
ao. rejo% -~ I I
IO~
J
18 a'o ~~~1 L:J
1
'1
~:,
I N~,o.~-~ I G
. ~ ; . ,
'~
'JI
177(
ENTILADORES
~
~~MPLO0.S
I Um ventilador girando com 1.150
rpm soo uma pressão estát ica de 5 mmH10 proporciona uma vazão(
de62m'/min e ahsorve uma potência mot ri z de 0,33 op. Que valores assumirão estas grandezas se o venti lador
girarcom 1.750 rpm? ~
Q'
=
Q' n'
I.7S0 ,
62 x - = 94.3
m min
l.ISO
n'~
H'=H'-=
n1 (
I.7S0
)
1.\50
= 11.5mmHp
x
n')
~
1.750
)
'
N' = N. - = O.33x - = 1.16n
n' 1.150
2.'caso: Rotores semelhantes geometricamente. com o mesmo número de rotações por minuto e mesmo I
Ruído.
~ I
%
(%)' [
1\028 f
1 H' I
~ -
(%)' I 1\0291'
I N I ~
=
(%)'
I 1\030 I'
l'caso: Roto re s geometri camen te s emel hante s, mesmo f lu ido e númer o de ro ta çõe s di fe re nte s. É , em ger al,
ocasodos modelos reduzidos.
[-~ -
Q
(
~
) (%) I
11031
I
~-8(
~) (%)' I 110321
(
r-' N (~) (%)
I
J 1033 ~
4.' caso: Mesmo rotor, fluidos diferentes.
Des ignemos o peso espec íf ico do f lu ido por 'Y(kgf/m3)
.
-
SeH' = H (mesma pressão),
.
~
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178
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
1
então, Q, n e N são proporc iona is a -
VY
- Sea descarga em massa (massa escoada na unidade detempo) for a mesma, isto é
p.' = p.
Y Q
g
Q
- , sendo 'Y0 peso específico.
g
Então,
Q,
n e
H
são p ropor ci ona is a
1
'Y
e
1
N:: -'
i
Se n' = n e Q = Q,
então:
H:: 'Y
e
N : : 'Y,
isto é,
H'
'Y'
N = L.=-
H
N
Y 'Y
10.6 ESCOLHA DO TIPO DE VENTILADOR. VELOCIDADE ESPECÍFICA
Suponhamos um ventilador que deva funcionar com n (rpm),
Q
(m31h),
H
(mmH20) e
N
(cv).
Podemos imaginar um ventilador geometricamente semelhante a este e que seja capaz de proporcionar
uma
vazão unitária
sob uma
altura manométrica também unitária.
Um tal ventilador se denomina
ventilador
unidade
e o número de rotações com que i ri a gi ra r é denominado
velocidade espedfica
(embora se'trate
de umnúmero de rotações e não de uma velocidade) e designado por n,. .
Segue-se que todos os ventiladores geometricamente semelhantes têm (}mesmo ventilador unidade, c o
forma caracterizará,portanto, todos os da mesma série.
A larga experiência obtida pelos fabricantes de ventiladores permitiu-Ihes estatisticamente selecionar
o tipo de ventilador e a forma de rotor, segundo o valor do n,. Esta escolha se base ia no fato deque
exi ste, para um conjunto de valores de H, Q e n, um formato de rotor de ventilador que é de menores
dimensões e menor custo e que proporciona um melhor rendimento, sendo, portanto, o indicado para
o
caso.
A velocidade específica, na prática, é calculada pela fórmula
UII:
I
n, 16,6nVllI Q (t . ,-') G
(ii3 H (mmca)
A Fig. 10.21 permite a escolha d?.t' pll.do ventilad~r em função da velocidade específica, n,.
'*i
VENTILADORES
179
Observa-se que para certas faixas de valores de n, a caracterização não é rigorosa, isto é, pode haver
J I a iSe um t ipo de roto r apl icável .
~PLO 1M
Qual o tipo de ventilador para uma vazão de 1,2 m3/s capaz de equilibrar uma pressão estática de
~rnmH20 admi tindo que o mesmo g ir e com 750 rpm?
SoluçãO:
Calculemos a velocidade específica
Q
=
1.200t . ç\
H = 80mmca
n
= 750rpm
n, = 16,6750y'1.200
~=
16.123rpm
Para o valor
n,
= 16.123, o gráfi co (Fig. 10.21) indicar ia venti lador centr ífugo com pás para f rente.
10.7 COEFICIENTES ADIMENSIONAIS
Noprojeto dos rotores de ventiladores empregam-se coeficientes baseados em ensaios experimentais
tOaconstatação do comportamento de inúmeros ventiladores construídos.
Uma vez calculada a velocidade específica, sabe-se o tipo de rotor. Conforme o tipo, adota-se valor
correspondentepara esses coeficientes, de modo a se determinar a velocidade periférica e o diâmetro externo
daspás.
Oscoeficientes de semelhança referidos mais conhecidos são os de Rateau, se bem que haja outros,
comoosde E iff el , J oukowsky e , mai s r ecentement e, o s p ropost os pel a Sulz er.
A Tabela 10.1 apresenta valores para os coeficientes de Rateau correspondentes aos vários tipos de
ventiladores.
Tabela 10.1 Coefi ci entes de Rateau para venti ladores
Ventilador
10.8 VELOCIDADES PERIFÉRICAS MÁXIMAS
Não s e deve oper ar c om ve lo cid ade s de ar el evada s t an to no r ot or quanto à sa íd a do vent il ador.
Veloc idades per ifér icas e levadas produzem vibração das pás e ruído acima do ace it ável .
A Tabel a 10.2 indic a valo re s máx imos para a velo cid ade Uz, de saída do rotor e V3, de saída da caixa
doventilador.
tnMPLO 10.7
Suponhamos que s e p ret enda um vent il ador par a
Q' 5 m3/s
pressãoH = P
e
n = 600rpm
2mmca
'Y
~--.
Hélico-
Coeficiente Fórmula
Centrífugo centrífugo
Axial
Q
de vazão /)=-
0,1-0,6
0,3-0,6 0,4-1,0
Uz
g H
0,7-0,3 0,4-0,2
0,3.0,1
de pressão
p.=-
lPz
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~~. il
ru:,;ri
1:~
i,
fi
Qual será o diâmetro do roto r?
Solução:
Calculemos a velocidade específica do ventilador
n
=
16,6x 600 V5.õõõ
~
70.427
=
52.362 rpm
13,45
Pelo gráfico (Fig. 10.21), vemos que podemos usar ventilador centrífugo com pás para trás ou
mesmo
venti lador axial tubular com diret ri zes. Optemos pela primeira solução, mai s s imples .
A Tabela 10.2 nos indica para
12 =
32 mm ca uma velocidade periférica de 2. 073 m/min, para rolo
. 'Y
de pás pa~a t rás.
Vz =
2.073 m/min = 34,Sm .S -I
Vemos na Tabela 10.1 que o coeficiente de Rateau li para vazão é de 0,1 a 0,6, para ventiladores
centr ífugos . Adotemos l i
= 0,5.
Mas,
li=~
Vz
,z
Q
(m3.S-I)
logo z = ~
f?
-
/
5 = 0,537m
- V
0,5 x 34,6
Podemos também calcular ' z usando o coefi ci ente de pressão / J.de Rateau.
g H
/ J.compreendido ent re 0 ,7 e 0,3
J.=-
Ui
Adotemos /J. = 0,4
Vz
= ~
g . H
= /9,SI x 32
/J. V 0,3
= 31,1m . çl
e, portanto, teremos para o raio 'z
,~
'I
VENTILADORES
181 (
/ 5
=
0,561m
'z.. V0,5x 31,7
.comos valoresde Vz e 'z podemosverificarse ireinosobter o número n de rpm estabelecido(600
rplll)sabemos que a velocidatle periférica é dada por
27T
.
n
Uz ..
60
Logo,
n
..
60
. Vz
21T
. 'z
\'af8
Uz
.. 34,6
m
. S-I e, z
= 0,537 m,
60 x 34,6
- =
615,pm
2 x 3,14 x 0,537
n ..
ovalorde n calculado (615 rpn;J .) é aproximadamente igual ao valor est abelec ido no enunciado (600 rpm).
10,9 PROJETO DE UM VENTILADOR CENTRÍFUGO
Determinar as dimensões princ ipai s de um venti lador de baixa pressão , sabendo-se que
Vazão Q .. 300 m3/min = 5, 0 m3/s = 5. 000 eis
Pressão diferencial t:.p
=
SOmm de col una de água
Peso espec íf ico do ar
'Y
= 1,2 kgf/m3a20'C e 760 mmHg
Número de rpm n = 725
a)
Altu,a monomét,ica
p
-
80 (kgflmZ)
= 66,6mcolunadear
H
=
-:; -
1,2(kgflm3)
b) Velocidade especifica
Para
Q e .
çl)
=
5.000
H (mmHzÜ)
=
SO
n (rpm)
=
725
eaplicando a fórmula 10.34, temos
nVQ 725yTIjõõ'
li,
= 16,6,,;;;; li, = 16,6x.= = 31.813pm
~ H3 ~S()1
Pelo gráfico da Fig. 10.21, vemos que podemos usar rotor centrífugo de pás para frente, pás para trás
Oudesaída radial. Adotemos esta última solução por conduzir a simplificação neste exercício.
180
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 10.2 Valores da veloc idade per ifér ica Vz e de saída da
caixa do ventilador V3
Pressão estática à
Velocidade periférica, Uz
Velocidade de saída
saída da caixa do
da caixa,
V3
ventilador P3
Páspara frente
Pás para trás
-:y
(mmHzO)
m/min
fpm
m/min
fpm
mlmin
fpm
6,34
457 1.500
1.036
2.400 305
1.000
9,52
533 1.750
1.173
3.650 335
1.100
12,69
610
2.000 1.280 1.200
366
1.200
15,87
686
2.250
1.463
1.800
412
1.350
19,04
762
2.500
1.615 5.300
457 1.500
22,22
838
2.750
1.768
5.800
503 1.650
25,39
914
3.000 1.890
6.200 549 1.800
31,73
991
3.250 2.073
6.800 610 2.000
38,05
1.067 3.500 2.286
. 7.500 671 2.200
44,43
1.143
3.750 2.499
8.200 732 2.400
50,78
1.219
4.000 2.743 9.000 793 2.600
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I li
J .
1
~f
I
I
i t
i :, ; ~ ;
, ; ~ ,
J82
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
o
...
g
O
..
c)
S
§
O
2
§
50
§
O
...
§
:i
F lg . 10.21 Veloc idades espec íf icas par a o s d iver so s t ipos de ven ti lado re s.
c) Velocidade periférica do rotor d salda dapá
Como a pá é de saí da r adial,l3z = 90', l ogo,
tg~ = Oe
Vz
= VIl2
\
)
---
o.
F lg . 10.22 Venti lador cen tr ífugo com pás para trá s, saída rad ia l.
§
~
R - ..
I:Sr,1I1
o
o
...
.:.{f
VENTILADORES
183
, .al tura de el ev aç ão (en ergi a c ed id a pe las p ás a o ar ) é
Vi
H,=-
g
Seaboca de sa íd a t iv er a mesma s eç ão que a de en tr ad a n a c aixa, V3 = Vo, de modo que
H. = H
Vi
H. = 8 . H. = 8 . - =
H
g
.d ll li tamos8 = 0 ,80 para o rendimento h idráulico , Portanto,
~
. H
~
9,81 x 66,6
-
286
.-1
=
-= - 'T/1
S
z 8 0,80 I
d)
Dic lmet ro do rotor
A velocidade periférica é dada por
UI
=
'fT. Dz . n
60
Logo,
DI=60 . Vz
fT n
60 x 28,6= 0,753 m
Dz= 1T x 725
e)
Veloc idade V. de ent rada do ar na boca de ent rada da caixa do venti lador
Segundo Hütte (Manual do Construtor de Máquinas)
V. seacha entre 0 ,25 v 2gH e 0,5 v 2gH
No c aso, entre 9, 0 e 18,1 m
. S-I
AdotemosV. = 15 m
' S -I
QDidmetro D. da boca de ent rada do venti lador
'1I ~
~
Q
4
,
V.
, . .
í4Q
[4XT
D.
=:,,~ = ~ =
0,651
m
fT V. 'fTx 15
. g)
Dit2metrodo bordo de entrada das pás
I Wei smann rec omenda, p ara Ap O Õ00 mmHzO
.I
pá
para
frenf
.
...
::
Radial.
@
.
U
@
d. para Ir ,
Em tubo OMdlr trlz
\
E..lubo
.
Õ
- fi9-
«
H' co
ab rta
::
8
n -
-
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\
. 1
1
000
~
I
0.3 0 4 0 5 1 2 3- - --4 ~ - 10 20
-
azãode or m 5/5
..FIg.~.23 Quadrículas para escolha de ventiladores HC da FlãklTécnica de Ar Ltda.
I
i~
t84
VENTILAÇÃO tNDUSTRtAL
D2
= 1,25a 1,4
DI
Adotemos o primeiro desses valores
D, = D2 .;- 1 ,25 = 0,753 + 1,25 =
0,602
m
h) Largura das pás
A velocidade meridiana (radial) de entrada do ar no rotor é adotada com um valor. um pouco inferior
ao da velocidade na boca de entrada da caixa do ventilador, isto é, \
V
ml < V.
Podemos fazer
Vml
= 12 m
. çl
A largura b, das pás será:
Q 5
bl=-=
7TD,
. V
m, 7TX 0,602 x 12
= 0,220m
.Para s impl if icar e reduzir o cus to de fabri cação, adotaremos
b2
= b, =
0,220
m
i) Diagrama ,das velocidades
- Velocidademeridianade saída
Q
5
= 9,6m
. S- I
=
d
. b2
7T 2
7T . 0,753 x 0,220
- Velocidaderelativaàsaídadapá
A saídasendoradial,W2 = Vm2= 9,6m. S-I
- Velocidadeabsolutade saídada pá
\1'817, + 92,16 = V2 = 30,2m . S-I
V2 = v r4 + Wr = \1'28,62+- 9,62
- Velocidade periférica à entrada das pás
:i= . .
V2
D2
D, 0,602 I
V, =
V2
. - = 28,6x - = 22,9m . ç
D2 0,753
- Ângulo de inclinação das pás à entrada do rotor
Vml 12
tg131= -
=
- = 0,524
VI 22,9
13, = 27 39
r
V,]o.d.., ] ,,,.. , md.do,
VI 22,9 -I
W,= - = - = 25,9m . s
cos ( 31 0,885
VENTILADORES
r..
- Diâmetroda boca da saída
Adotemos
V3 =
18 m
. çl
dJ = ~4
x Q
=
~
4 x ~ =
0,595m
7T . V3 7T x 18
j) potência do motor do ventilador
Admitindo 7/ = 0,70 para o rendimento total,
N=~H
75
. 7/
1,2 x 5 x 66,6 = 7,6cv
75 x 0,70
10 10 ESCOLHA PRELIMINAR DO TIPO DE ROTOR
Osfabricantes apresentam em seus catálogos diagramas de quadr ículas ou out ros pol ígonos representam
oscamposde emprego dos vár ios t ipos de venti ladores de sua fabri cação.
NaF ig . 10.18 , v emos apre sentado um grá fi co do fabri cante Vent il adore s GEMA par a f aci lit ar a o usuár
a escolha d o tipo de ventilador centrífugo. Uma vez escolhido o modelo, o fabricante fornece as curva.
aelecorrespondentes, para o prosseguimento do projeto da instalação. .
A Fig. 10.23 representa um gráfico desse tipo para venti lador axial da Flãkt Técnica de Ar Lida. .
aFig.10.24,um gráfico para ventiladores ílxiaistipo PV da Sulzer.
~deor.~/h
2000 3000
100000
200000
000 10000 20000 010000
1000
soa
400
300
..
~
2
2
<r
200
<.>
e
e
2
2
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IOOt~
80 o.
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-
:
1
i'
186
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
T
JL-
-..
\
LI - Conjunto ventilador acionado por motor .létrlco ocoplodo di....
mente na pontado eixo.
T . - C on ju nt o c em p ol ia n a p on ta d o e i xo l iv re p ar a B Ci On am en to
ndireto
c om m ot o
e l4trk:o a lravés de r.orrela .
200
1I
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I
I I I I
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pv.~ PV.12O I I
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I ~ J::.l: -t . ~.~
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L- o i{P -r; I
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100
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o.
2
6 7 8 9 10
VAzAomJS
20
30 40
50 60 70 ao 90 100
- - -
DOMINIODE APLlCAÇAo DOS VENTILADORES
TIPOPV.90.
20,160E200COM4
EBPÁsGIRANOODE720A
1.750rpm,
Flg. 10.24 Ventiladores axiais tipo PV da SULZER.
10.11 CURVA CARACTERíSTICA DO SISTEMA
As inst al aç õe s d e ve nt il açã o indu st ri al u ti li zam em mu itos ca so s, c omo v imos no iní cio d es te ca pi tu lo,
dutos com peças e acessórios (filtros, lavadores, registros etc.), constituindo o que se denomina um
sisten:a
de dutos. Este sistema oferece ,resist€ncia ao escoamento e que p rovo ca uma perda de carga , isto é , de energ ia ,
de modo que, à medi da que o gás escoa no dut o, sua l inha ener gética i rá baixando. Para que o escoament o
se po ss a real iza r ao longo do duto, é n ec es sá rio, po rt an to, q ue o g ás rec eb a es sa e ne rg ia que s erá d iss ip ad a,
e sabemos que o ventilador é a máquina destinada precisamente a este fim. .
O gás ao passar pe o interior do ventilador (boca de entrada até a boca de saída) recebe do
mesmo
uma energia que, r eferi da à unidade de peso de gás, se denomina a ltura ú ti l de e levação, H que, colIJO
I
imos, é i gual a
P3 - Po VI -
vg
+
H.=
'Y
2g
11.
VENTILADORES 187
Graças a esta energia, o gás irá vencer as resis tênciasao longo do sis tema e sairá ao final do duto oom
. ... .
d
1
(Vi)
d
á
.
b
. '
d
uDlaenerglamettca resl ua que
-
que se Isslpar nomeIoam tente e que po e,portanto, ser computada
2g
, JIIOuma perda de carga.
COConsideremos a instalação representada na Fig. 10.25. Um ventilador aspira ar contaminado por uma
ntepoluidora e que nele penetra em O .
(o Emseguida , insuf la o ar a part ir da boca de saída em 3 , ao' longo de um si st ema de dutos no qua l
seachainserido um fil tro, um ciclone, ou um lavador de gases . O ar sai do ponto 4 com uma velocidade
V.
ese4isp,ersana atmosfera. .
, Os'desníveis entre e e O , ent re '~O e 3 e entre O , e 4 , no caso de ins tal ação de ven ti lação,
ai~necessitam ser levados em oonsideração.
v:
29
v:
29
Hu
H
(mon~trico)
p.
T
h.
J,
FILTRO
nc. 10.25Instalação típica de captação e filtragem ou lavagem do ar contendo impurezas.
Apliquemos a equação de conservação de energia entre e e O (equação de Bernoulli), considerando
comolanode referência o que passa por O
h + E . + ~ =h +~+ ~+J
' 'Y 2g o 'Y 2g .
lendoJ. a perda de carga na aspiração, de e até O e h o = O
Mas~ =
H.
pressãoatmosférica,expressaemmmHzO.Podemosincluir ~ como fazendo parte da
, 'Y 2g
perda,decarga J.o desprezando h.. neste caso, escrever
oU po ~ p. ~
.
..
-
+
-
+ J e
-
+
-
=
Hb -
J
'Y
2g. Y 2g .
~/ Ap1iqu~mosa equação entre a saída do venti lador ( 3 ) e a saída do duto ( 4 ), tomando como plano
referêncIao que passa pelo centro do ventilador:
pv
A B
C D
e
9Q 1125 1010
960
910
1100
120 14eO 1318 1260
1210
1460
180 2000 1720
1880
1810
1900
200 2500 2123
2075 2018
2385
pv
P Q
R
9Q 900 200
417
102
120 1200 280
480
138,5
180
1800 313 810
189.5
200
2000 415 750
215
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1'1
r
ll
'l,
'; 11
I
'I'
11111
.
11
1;~
',wi
j ~:J
11:1'.1
pê
'Iiii.
i'~i
I
itj,
.
I
i~1,
il'
1
hl ~ I;lj
sendo J a perda de cargatotal do sistema,isto é, a somadas perdasde carga de todos os componentes
do sistema.
~
A curva representativa dasperdas de carga (incluindo o termo
i.),
em funçãoda vazão
(Q),
denomina-se
2g
curva característicado sistema Paratraçá-Ia,escolhe-seumcertonúmerode valoresde Q e calcula-separa
V2
cada um desses valores o valor correspondente das perdas
1
+ ~.
2g
Como mencionamos acima, o ventilador deverá fornecer essa energia que irá ser perdida. Devemos,
portanto, cotejar
a
curva característica principal do ventilador
H
=
f (Q)
com a curva característica do
sis tema. O ponto de encontro das duas curvas fornecerá as raízes comuns às equações das duas funçóes
e, portanto, caracterizará os valores de
Q
e de
H
com os quais o ventilador associado àquele determinado
sis tema irá operar. Por isso, este ponto é chamado
ponto de operação ou ponto de funcionamento Vt-se,
I
portanto, que é a curva do sis tema que irá levantar a indeterminação quanto aos valores de
Q
e
H COI1l
os qua is o venti lador i rá opera r.
Um vent ila do r com cu rv a ca ra ct er ís tic a a ch at ad a ap re sen ta ,uma ampl a varia ção de va zão, quando
varia a altura de elevação em razão do regime de operação do sistema. Quando a curva
S
do sistema para
as condições normais passa para a situação
S
(com maior perda de carga), a variação da vazão de
Q
para
Q é maior no caso da curva achatada do que no da curva íngteme, como mostra a Fig. 10.27.
E ss e aumen to na pe rd a de ca rg a pode se r consegu ido a té p ropo si ta damen te pe la at ua ção num r eg isUO I
ou num damper (sistema de venezianas controladoras da descarga). ' . :
Vimos, noCapo9. como se procede no cálculo dasperdas de carga em um duto contendo peças, acessónOS
e equipamentos. Notemos
que em
geral , num sis tema de venti lação operando em condições normais , o escoa .
I
ento do ar se processa em regime turbulento (com número de Reynolds
Re
> 2.400 ), de modo queas
pe rd as sã o p ropor ci on ais ap roximadamen te ao quad ra do da vel oc id ade e, po rtan to , t ambém da va zão . Pot
I
isso, a curva das perdas de carga nesse regime tem conformação parabólica. .
j
uando no si st ema houve r, po r ex emplo , f ilt ro s de te cido ( fi ltr o-manga) , o e sc oament o nes se s e qu Ip a-
mentos será laminar
(Re
- 2 .400), e a perda de carga nos mesmos variará linearmente com a vazão.EII
I
k
t 88 VENTILAÇÃO INDl:STRIAL
p, vi P4
i + - - + ~
= h4 + -
+
v~
+
J,
2gY 2g
'Y
,_O
sendo J, a perda de carga entre 3 e 4 , e i, o desnível entre 3 e O .
Desprezando ie h4e notando que ~ é normalmente a pressão a tmosfé ri ca H
h
podemos escrever
'Y
PJ
vi
V1
- + - =
H~
+ - + l
Y 2g 2g
A equação da altura útil de elevação pode ser escrita sob a forma
H. = PJ +
~
-
(
p + V; ,
)
Y 2g 'Y 2g
Substituindo pelas expressões acima, teremos
V1
H.
=
H~
+
- +
J,
- (H~ - J.)
2g
VENTILADORES
189 (
(
H
I
n: rpm.\
olIuro
monometrico
Pressão de operação
do venti lador
Q
vozao
Curvo corocteristico~o
sistema ( J +~ )
Curvo coroct.rist ico do
ventilador
Q
vazõo de operoçao
fII. 10.26 Determinação do ponto de fUllcionamento ventilador-sistema .
H
VoziSaziS
a , 1 0. 27 E fe it o d a f orma d a c ur va c ara ct er ís ti ca d o v en ti la do r s ob re a v az ão .
geral ,os fabri cantes desses equipamentos fornecem dados a respe ito da perda de carga nos mesmos.
Quando
a
curva do venti lador apresentar um ramo ascendente e um descendente, deve-se procurar
queo ponto de ope ra ção fi qu e no ramo des cendente e deba ixo do in íc io do r amo as cendent e, poi s s e poderia
demonstrar que a região entre a e b na Fig . 10.27 apresenta uma cer ta ins tabi lidade na operação do venti lador.
,
10.12 CONTROLE DA VAZÃO
Do mesmo modo que numa instalação de bombeamento se controla a vazão por meio de uma válvula.
noreca1que,nos sistemas de ventilação com ventiladores centrífugos e hélico-centrífugos é comum realizar-se,
a ariação de vazão por meio de registros tipo borboleta ou tipo veneziana, com lâminas paralelas,
CU)~nclinação se pode graduar manual ou automaticamente. Quanto maior for a obstrução causada pelo(
tegIstro,maior será a perda de carga e a altura de elevação necessária para atender à mesma, de modo
queo ponto de funcionamento se deslocará para uma posição correspondente a uma menor vazão. Às1
vezesse traçam a curva característica do sistema sem incluir o registro e a curva característica correspondente
aoregistroapenas. .
Pode-se então analisar a variação da vazão em conseqüência da atuação do registro. A Fig. 10.28mostra
quesenão houvesse o registro, o ponto de funcionamento seria P
A medida
que a
válvula vai sendo fechada, o ponto se desloca para
p , p.
etc., e a vazão passa a
I
...
H - v2
- l + l, + --=
ou
2g
H.
=
1
+ . V1
2g
H
o
H'
H t
H 1
H
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 103/210
-
190
VENTII.AÇÃO INDUSTRiAl.
H
GU ~R
o
Flg . 10.28 Regulagem da vazão do s is tema de utos
com o emp rego do r eg is tro .
o' o
Q', Q e tc ., at é que, c om o r egi st ro todo fe chado, a curva do enc anamento coin cid e com o ei xo da s or denada s
H (condição de shul-of ). '
A vazão em um sistema pode também ser a lt erada variando -se o número de rotações do eixo ,
sej
pel a subst it ui ção do mot or , s ej a pe lo emp rego de um va ri ado r de velo ci dade mecãni co , ou f lu idod in âmico,
ou de polias extensíveis. Pode-se ainda empregar motor de CC variando o campo indutor ou de AC do
tipo adequado (variando a resistência rotórica dos motores a induçâo com rotores bobinados; regulando
a tensão de motores de gaiola de esquilo e outros processos mais modernos, como é o caso da variação
da freqüência da corrente).
H
Fig . 10.29 Var iação da vazão Q de um sis tema pelavari ação
do número de rotações por minuto do venti lador.
,
L_'.-
O' o O
,'11m
No caso de ventiladores axiais, existem modelos de pás ajustáveis, de modo a permitirem, conforme
o ângu lo de ca la gem. a des car ga pr et end id a. A regu lagem é fe ita com o vent il ador par ado . Como exempl o,
temos o Ven til ador VAV, da Hig ro tec .
Suponhamos que o projeto inicial tivesse previsto um ponto de funcionamento PI com uma vazão Q
mas que alterações no projeto do sistema tenham modificado a curva SI para a situação S,. conforme mostr
a Fig. 10.31, para a qual a vazão Qz é menor que a vazão Q, desejada. Para restabelecer a vazãoQI'
podemos recorrer a uma das seguintes soluções:
'~']\r
a) aumentar o número de rotações do venti lador. mul tipl icando-o por
~ .
O ponto de funcionamento passará
Qz
.aserrl;
'''f.
Ven ti lado r Vane axi al p rovido
de veias dlrecionais ajustáveis
PASSO AJUSTÁVEL
Permi te g ra nd e v ar ie da de d e
vazOes e p ressOes
VENTILADORES 191
Escala de posicionamento
da palheta
~
:r,
I')
, &.Wi
~
CALOTA
Comseu formatoaerodinâmico
guiao ar par a as palhe tas e
protege as partes internas de
montagem do rolar
PALHETA
Emaluminiofundido,comperfilaerodinâmico,
usinada com precisão para ajuste aocubo.
Disponfvelem 6 e 12palhetas
fII. 10.30 Ventilador Super Vaneaxial de pásajustáveis - VAV. volume de ar variável. Fabricante: Higrotee.
.1:.
02
01
b)aumentar a altura estát ica H do venti lador (conseqüência do caso anter ior) , segundo a razão (~:J;
c)aumentar a potência do venti lador (usar um de maior potência) segundo a razão (~:r Ao aumentarmos
apotênc ia , est aremos aumentando o H e obtendo o ponto de funcionamento p',. com o qual se res tabe lece
o valor Q.. .
~-~~
Q
Fig. 10.~1 Manutenção da vazão Q, pela variação do
número de rotações n, quando ocorre alteração no traça-
do do s is tema e a curva carac te rí st ica passa de SI para
S2'
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192
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
10.13 OPERAÇÃO DE VENTILADORESEM SÉRIE E EM PARALELO
10.13.1 Operação emsérie
Quando se necessita de uma pressão relativamente elevada no sistema, pode-se recorrer à associação
de ventiladores em série, designados como ventiladores de dois estágios (p. ex., NEU Aerodinâmica), mas
pode-se, em certos casos, realizar a montagem de um ventilador insuflando ar na aspir.ação de outro, sel11
dificuldade.
Normalmente se usam ventiladores iguais, embora, dependendo do ponto de funcionamento dos dois
ventiladores no sistema, seja possível utilizá-Ios de capacidades diferentes.
A pressão resultantede dois,em série,é o dobro da de um (não considerandoas perdas), de m do
que se somam as ordenadas das curvas dos dois venti ladores para se obter a curva resultante dos doisel11
série.
Vê-se pela Fig. 10.32 que a curva do sistema intercepta a curva resultante em uma ordenada que não
corresponde ao dobro da a ltura de e levação obt ida com um ún ico vent il ador . Há , po rém, um aumento
navazão resultante, que passa de Q para Q..
Com um ventilador obtemos
H
e Q,e com doisem sér ie ,
H
<
2H
e Q' <
2Q.
H
o
Flg. 10.32 Operação de dois venti ladores em série .
10.13.2 Operação emparalelo
Certas instalações de ventilação industrial operam em uma faixa de variação de vazão diffcil
às vezes
de s er at ingid a com a u ti li za ção de um úni co ven til ador. Recor re -s e en tã o à a ss oci ação em par al el o dedois
v ent il adore s. Teo ri camente a vazão dup lic a pa ra um mesmo valo r d a p re ss ão e stá ti ca , d e modo que o t ra çado
de curva r es ult an te do func ionamento de dois v en til adore s se r eal iz a s omando a s abs cis sa s (v alo re s do
Q
correspondentes a um mesmo valor de H. A Fig. 10.33 mostra que com um único ventilador o ponto de
H
~II.
o
111
Fig. 10.33 Associação de dois ventiladores iguais,
empara
leio, l igados a um sistema de dutos.
,... ,.
,
VENTILADORES
193 (
(uIlcionamentoseria
A,
com uma vazão Q, e que com dois, o ponto ser ia
A ,
com uma vazão
Q ,
a qual (
t
inferiora 2Q.
(
Existem ventiladores com rotores de entrada bilateral equivalentes a dois rotores de entrada unilateral
e,portanto, com as v antagens de grandes vazões q ue a i nstalação em paralelo proporciona. ,
{
OC DE
ASPlRAç.(O
REC L
-
-
SPIR ÇÃO
IIC.lO.34 Ventilador centrífugo com entrada bilateral, isto é, com dupla aspiração.
10 .14 EFEITO DA VARIAÇÃO DADENSIDADE SOBRE O PONTO DE OPERAÇÃO
\
A alt itude local e a tempera tura de operação dos gases afe tam o valor da densidade . A variação da
densidade8, embora não afete a vazão volumétrica, afeta, contudo, a descarga em massa p.(massa escoada
naunidade de tempo), a altura manométrica e o consumo de potência. Assim, teremos.
Supondo Q = constante
A den sid ade / ) é p roporc ional à mas sa e scoada na un idade de tempo p..
I ~ -~ I 110.341
I ~
. ~
I 11035
(~ = ~ I 11036
~
AsTabelas dos fabricantes são elaboradas para o chamado r p rão (1' = 1,2kgflm3)na temperatura
de21,I'Ce ao nível do mar (760mmHg).
A densidade é
peso da unid ade de vol ume
10.37
1,2
l'
1,2
/) =
. (
A dens id ade nas cond içõe s norma is s er ia 8 = 1,2 + 1,2 = 1
,
Como a densidade varia diretamente com a pressão barométrica, para se achar os valores de H e N
(
,...~,
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I.i
194 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
corrigidos, basta multiplicar os valores referentes ao ar padrão pela densidade do ar no local da instalação
do ventilador.
A variação da temperatura afeta a densidade do gás, a qual é inversamente proporcional à temperatu~
absoluta.
Como a pressão manométrica e a potência consumida pelo ventilador dependem da densidade 11e do
peso específico 1 ', temos que fazer a correção para verificar como funciona o venti lador que é projetado
para condições-padrão, quando submetido a outras condições. Uma vez determinado o peso específicodas
novas condições, calcula-se a densidade 11dividindo por 1,2, e aplicam-se as relações de proporcionalidade
de
H
e
N
em função de 11.
EXEMPLO 10.8
Determinar o peso espec íf ico e a dens idade do ar quando a tempera tu ra é de 3S 'C numa local idade
onde a pres são a tmos férica é de 670 mmHg. Um venti lador que opera em cond ições padrão com
H
'
200 mmHzO e
N
= 5 cv, com que valores operaria?
Solução:
a) Correção do peso espec íf ico do ar padrão, que é de 1,2kgf /m3para a temperatura de
2D-C
quando
esta passa a 3S'C:
273 + 20
x 1 ,2 = 1 ,14kgf /m3para 35'C.
273 + 35
b) Correção do peso espec íf ico para o novo valor da pressão a tmos férica , que é de 670 mmHg ao invés
de 760mmHg:
670
-
x 1,14 = 0,886kgf/mJ
760
Tabela 10.3 Densidade e pressão baromét ri ca para vár ias a lt it udes .
Ar normal a Omet ro de al ti tude
A dens id ade nas condições -p ad rão é de 111= 1,0. Nas novas condições, será:
0,886
~ =
-
= 0,740.
1,2
c) Nova altura manomét ri ca
~ 0,740
Hz
= HI . - =
200 x
-
81 1,00
d ) Nova potênc ia mot riz
148mmHg.
VENTILADORES
195
10.15 INSTALAÇÕESDE VENTILADORESEM CONDIÇÕES PERIGOSAS
Nas indústrias, os ventiladores muitas vezes devem operar em ambientes contendo vapores, líquidos,
gasese poeiras inflamáveis. Os motores elétricos que acionam ventiladores em certos processos petroquímicos
edeprodução de celulose, por exemplo, devem atender a especificações rigorosas para que não venham
aprovocarou a propagar fogo e explosões.
10.15.1 Atmosferaslocais perigosas
10.15.1.1 Gases e vapores
A pres ença de gase s e vapo res in fl amáveis const it ui uma s ér ia pr eocupa ção nas med idas p reventi va s
aserem tomadas contra incêndios , ent re asquai s aquelas que se rel ac ionam com a espec if icação dos venti ladores
eseus acionadores.
Existem certos parãmetros que orientam o projetista e que dizem respeito ao risco que vapores e gases
oferecem à i rrupção e à propagação de um incêndio. Vejamos os princ ipai s:
a)
ponto de fulgor
Vem a s er a mais bai xa tempera tu ra a par ti r d a qua l um lí qu ido emite vapor em quant id ade s ufic ien te
para provocar um
flash
ou centelha quando a superfície é exposta a uma chama que não
heg a elevar
aprec iave lmente a tempera tura do l íquido. Exi st em espec if icações quanto ao modo de ensaio a ser rea li zado,
c om o f im de e st abele cer o val or do pont o de f ulgor .
Sua de te rminação é f ei ta segundo o método br asi le ir o MB-50, d a ABNT.
Tabe la 10 .4 Pont o de f ulgor para
algumas substâncias
Combustível
Ponto de fulgor
'C
-60
-41
-26
-18
-13
- 9
-40
-34,5
-49
Butano
Éter etílico
Sulfureto de carbono
Acetona
Benzeno
Álcool etílico
Gasolina, 71 de octana
Óleo diesel
Querosene
i
;0 Pontode ínflamação ou de combustão
Vem a ser a temperatura acima da qual toda a mistura de vapor (ou de gás) e ar se inf lamará
mantendo uma combustão contínua durante 5 segundos. Não tem uma relação direta com o ponto de
fulgore depende até certo ponto do agente que provoca a inflamação.
Quando o ponto de inflamação tem valor baixo, como ocorre com o sulfureto de carbono, que se
inf lama a cerca de 120 'C, exi ste o r isco de que se inf lame com o s imp les aquec imento de um motor
elétricoou a existência no local de uma tubulação de vapor.
IC)
Limitesde inflamabilidade
Se a faixa correspondente ao valor da concentração do gás ou vapor no ar for grande, como ocorre
como hidrogênio (4a 74 ), o perigo se toma extremamente grave. Se a faixa ou margem for pequena,
o riscoé reduzido. Deve-se analisar cuidadosamente essa margem, consultando dados pertinentes.
10.15.1.2 Aerossóis e poeiras
.O perigo da presença de aerossóis em suspensão é análogo ao dos vapores, porém a inflamação pode
ver if icar -seabaixo do ponto de fulgor, caso a fonte calor íf ica que produz a inf lamação possua energia suf ic iente
-~~as~~
.
Já Ocorreram incêndios provocados por nuvens de poeira de carvão e, em certos casos, até explosões.
~presençade pó de carvão no ar não produz diluição no oxigênio disponível para a combustão, ao contrário
deque ocorre com a formação de misturas explosivas no ar. Por isso, embora não aparente, a mistura
~ó decarvão pode proporcionar combustão degrande potência.
8 z 0,740
Nz = N1 . - = 5 x - = 3,60cv.
li. 1,00
Na prática, iríamos escolher um ventilador para estes valores z Nz
Altitude
Densidade
Pressão barométrica
pés
(m)
(mmHg)
-1.968
-600 (minas)
1,060
805,0
-984
-300 (minas)
1,030
780,0
O
O(níveldo mar)
1,000
760,0
1.000 305 0,962
731,5
2.000 609
0,926
704,0
2.500 762 0,909
690,8
3.000 914 0,891
677,6
4.000 1.220 0,858
652,2
5.000 1.524 0,826 627,8
6.000 1.829
0,795
604,2
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VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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VENTILADORES
197 (
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~
Devem-se tomar precauções com certas poeiras metálicas, como as de magnésio e de alumínio, cuja
IlSinagempresenta, portanto, certa periculosidade.
Existem normas que estabelecem exigências quanto- à capacidade que os motores devem ter para não
dC/lagraremum incêndio e para resistirem a explosões (British Standard, 229/1957,por exemplo).
10.16 RUÍDO PROVOCADO PELO VENTILADOR
Em gera l, o s vent il adores de a lt a rotação provocam um níve l de ruído maior que os de baixa , pe la
lJ3Íorreqüência da vibração do ventilador, caixa e suportes.
Velocidades de escoamento elevadas nosdutos ocasionamtambém aumento do nível de ruído noambiente.
A Norma Brasileira NB-IO/1978 fixa níveis de ruído permissíveis, expressos em decibéis (ver Tabela
10.6).
Tabela 10.6 Nívei s de ruído permiss ívei s,
segundo a NB-IOl1978
Obs.rvações:
dBa - É o nível deruído lido na .seala A de um medidor
de nívelde som, que, pormeio deum idlro eletrônico. despr.-
za ruídos de baixa rreqü~neia que, devido à baixa sensibi-
lidade nesta raixa, nio sio perceptíveis pelo ouvido humano.
NC- É o valor obtido nas curvas d. NC, quando traçamos
o gri fi eo dos n ívei s m.d idos em bandas de o it ava de r .e ,
qü~ncia.
- O nívelde ruído deveser medido em5 ponlosdo ambiente
01,2 m dopi so .
F on : A SHRA E Gui de 1976 - S1sIems Capo35.
I
Uma das manei ras de reduzir a propagação da v ibração da ca ixa do vent il ador no du to é interca la r (
entre~bos uma ligação ou guarnição elástica de borracha. Outra, que pode ser adotada em conjunto com
I
' ~~ tenor. consis te em co locar um
atenuador de ruldo
na boca de aspiração e insuf lamento de venti ladores
'Xial s.A Fig . 10.35 mos tra as espec if icações do atenuador de ruído t ipo
ZFKlZF
da TROX.
---L.-
...
Finalidade do local dBa NC
Residincias
Casas particulares (zona urbana)
30-40 25-35
Apartamentos
35-45
30-40
Escril6rios
Diretoria
25-35
20-30
Sala de reuniões
30-40
25.35
Gerência
35-45 30.40
Sala de recepção
35-50 30.45
Escritórios em geral
40.50
35-45
Sala de computadores
45.65 40-60
Banheiros e toaletes
45-55 40.50
Restaurantes
40-50 35-45
Lanchonetes
40-55 40.50
Lojas de muito público
45-55 40.50
Supermercados
45-55 40-50
Bibliotecas
35-45
30-40
Salas de aula
35-45
30-40
Laboratórios
40-50 35-45
Areas de produção
Exposto durante 8 hldia
< 90
Exposto durante 3 hldia
< 97
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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198
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
--E3~D
~-
Na t a be la a o l ad o s ão i nd ic ad as a s p ri nc i-
pais caracterist icas técnicas
Execução:
Carcaça envolvenl a ext er io r em chapa de aço
galvanizada. internamente chapa galvanizada
perfurada com véude vidro posterior. O espaço
e nt re a s c ar ca ça s é p re en ch id o c om mat er ia l
acúSlico.absorvente e incombustlvel.
Aconexão efetua-se mediante colarinhos curtos
com Ilangas . O t i po ZFKtem um núcleo cón ico
rev8stidocom chapa perlurada. preenchido com
material acuslico.absorvente e Incombustlvel .
o t ipoZFé igual ao t i po ZFK,porém sem núcleo.
Reservado o dire i10 de modificaçOes.
Caracterf.tlca8 construtivas:
TlpoZFK
A s el eç ão c io s t am an ho s C OI Te sp on de a os d ia
metros nonnatizados conforme normas D IN . D e. .
mo à f or ma cOnk: a d o n úc le o e às s uas ext remi
dades esféricas oonseguiu se uma fonna aaro.
d in am ic a q ue p ro vo ca p ou ca p er da d e p re ss ao .
Arelação ent re o diâmetro d o n úc le o e o diâme
troexterno é de 0.63 aproximadamente. Aseção
l iv re m fn ima d o a ten uad or é d e 60 %.
Tipo
ZF
A perda de press ào é dos prez lv et .
~
F ig . 10.35
Atenuador de ruído tipo
ZFKlZF,
da TROX.
A Hurner do Brasi l Equipamentos Técnicos Ltda. , apresenta em seu catálogo
Ventiladores Radiais Incorro-
síveis - Dados Técnicos, Seleção e Dimensionamento,
um excel en te e st udo sob re Aná li se do Nível Sono ro
e escolha do ventilador que atenda ao nívelsolicitado.
t
j
I.
I
11
;.
I
1
-,
Ventilação Local Exaustora
11.1 CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA
I
I'
Existem contaminantes que, por sua alta toxic idade ou pela elevada concent ração e quant idade produzida ,
não podem se r d is per sados e d il uídos na atmosf er a amb ien te por um si st ema de venli la ção gera l. Aquel es
que trabalharem no local, em um tempo maior ou menor, poderão vir a sofrer as conseqüências em seu
organismo da agressividade daqueles vapores , gases , fumos e poeiras produzidos nas operações ou processos
i ndustr ia is , não obs tante a redução da concentr aç ão obtida com uma t roca contí nua de a r.
A sol ução par a evit ar que os contaminante s se e spa lhem no a r consis te obv iamen te em captá -I os j un to
à fODle que os p roduz, de modo a que' não s e e spalhem pelo r ec in to e não venham sequer a a fe ta r o oper ado r
do equipamento onde são formados.
Uma ins ta lação local exaus tora possui essencialmente as seguintes par tes:
-
captor,
dispositivo de captação do ar que contém o contaminante, colocado no local onde este se
origina;
- ventilador,
capaz de produzir a rarefação ou depressão, graças à qual o ar contaminado se desloca
do caplor até a entrada do venti lador, e a pressão posit iva, a fim de que esse ar saia do venti lador
até a atmosfera exterior, ou aosfiltros ou outros equipamentos de tratamento. Ao invésdo ventilador,
alguns sistemas utilizam venturis hidráulicos para formar o vácuo e lavar os gases;
- rede de dutos,
que conduzem o ar contaminado do captor ao venti lador e deste ao exterior ou aos
equipamentos ou sistemas de tratamento.
- coletores de partículas, filtros, lavadores de gases e vapores, precipitadores eletrostáticos ou outros
dispositivosque retenham aspartículas ou dissolvamos gases,impedindoque sejam lançadoslivremente
na atmosfera. Algunstipos são colocados antes do ventilador, e outros, apóso mesmo.
A Fig. 11.1 mostra como, em uma instalação local exaustora, variam as parcelas de energia. Vemos
representado um captor ao qual o ar contendo vapores se dirige para o ponto
A
(boca de entrada do captor)
em virtude da pressão negativa nele reinante (pressão negativa = pressão inferior à pressão atmosférica
local).
Como conseqüência da depressão queo ventilador estabelece em suabocade entrada, a pressão atmosférica
em
A,
sendo superior à pressão em
E,
fornece a energia para que o ar com o contaminante se desloque
entre essas posições
A
e
E,
vencendo asperdas de carga ao longo do duto, ao longo das curvase no interior
do lavador. O ar, penetrando no venti lador, recebe das pás do mesmo a energia cinética e potencial de
pressão graças às quais sai em
F
e pode escoar no du to de recalque a té a ting ir a boca de saída de uma
chaminé
G ,
onde volta à pressão atmosférica com uma energia residual de saída devida à velocidade com
a qual seacha escoando no trecho final do duto
F-G.
O coletor de part ículas ou lavado r, em cer tos caso s, ao invés de f icar na l inha de aspi ração, i sto é ,
na linha de pressão negativa, ficana linha de pressão positiva, após o ventilador.
O dimensionamento dos dutos e a determinação das grandezas básicas do venti lador se realizam de
modo análogo ao que vimos para o caso da ventilação diluidora forçada, e assim, daremos algumas indicações
quanto aos captores, separadores e lavadores, e consideraremos, depois, o sistema com todas as suas partes
componentes. Na prática, traça-se primeiramente a linha
PD
da pressão dinãmica. Em seguida, a curva
PT
correspondente às perdas de carga . Por f im, a curva
PE,
subtraindo das ordenadas da curva
PT
as
ordenadas da curva
PD.
O projeto do sistema de exaustão começa pela escolha do captor. Passemos ao seu estudo.
Tamanho
Seção Carcaça
Flanges
Peso
[m')
(mm)
I (mml
aprox.
kg
A 121<1,
L. I2ID.
I2Iklr;xl2ld bxs
ZFK
ZF
250
0.049
252
400
456
14 11
315 0.078
318
500 523
17 13
355 0.099
357 560
563 22 17
400
0,126
400 630
603 31 22
450
0,159
449
710 653 40 31
500
0,196
503
800 708 49 35
560
0,246
565
900 173
60 42
630
0,311
634 1 .0 00
838 70 50
710
0,395
711
1.120 919 82 56
800
0,501
797 1.250 1.004 95 70
900
0.636
894 1 .4 00
1.099 110 82
1.000
0,785
1.003
1.600
1.209 130 95
1 .1 20 0 .9 83
1.126 1.800
1.335 150 110
1.250
1 .2 27 1 .2 63 1 .9 80
1.468 175 130
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200
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
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VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
201(
11.2 CAPTOR
11.2.1 Conceituação
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e
8
I o
captor
é uma peça ou dis po si tivo no qual , pe Ja d ife re nç a de pr es sões entr e o a r ambien te e o ex is ten te
I 00c ap tor , es tab el ec e- se uma co rre nt e pa ra o i nt eri or do mesmo. A cor re nte gas os a pr os segue pe los du to&
a t6oven til ador . Por tan to , p ar a que haja velo ci dade de e scoamen to, é nece ss ár io que no in te rio r do c ap tor
eXistauma certa rarefação, isto é, vácuo parcial ou depressão.
É preciso levar em consideração duas velocidades:
- a velocidade de escoamento ao longo dos dutos e I
- a veloc idade segundo a qua l o ar com as par tí cu la s, os vapores ou os gases se des loca do local
onde estes contaminantes estão sendo produzidos até a entrada do captor. É necessário induzir a
formação de uma cor ren te de a r no sen ti do desde o loca l de formação do poluent e a té a boca do
captor, de modo que o contaminant e s iga est a cor rent e, não se espalhe pelo rec in to e não a fe te
o próprio operador junto ao equipamento gerador do contaminante. Deve-se ter cuidado para que
outras correntes de ar que se formem no recinto (devido a janelas, por exemplo) não prejudiquem
o fluxodo contaminante até o captor.
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VELOCIDADE NO DUTO
AR COM
POLUENTE
CAPTOR
VELOCIDADE NO CAPTOR
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'.' . .,.,.~. VE~OCIOAOE DE CAPTURA
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- -
BACIA COMLIBERTAÇÃO
DE CONTAMINANTE
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õ
Flg. 11.2 Captor t ipo coifa.
,
As partículas contaminantes, de acordo com sua natureza e seu grau de periculosidade, deverão ser~
induzidasa des locarem-se para o captor com uma cer ta veloc idade
V,
denominada
velocidade de cap tura
st
velocidade V i rá depender da velocidade de deslocamento do ar no sentido do captor, e portanto dat
velocidade
Vo
à entrada do captor e
v
(ou
vd)
no du to que se s egue ao cap to r.
No cas o mais simp le s. a ve loc id ade de capt ur a é proporc ionada pe la d ife re nç a entr e o peso es pe cíf ico (
doa r rei nante e o dos ga se s ou vapo re s p roduzi do s. É o que sucede em um fogão ou em cubas de aquec imen to
ondeo calor reduz o peso espec íf ico dos gases e vapores e est es adqui rem a força ascensional para ent ra rem~
nilll lacoifa, por exemplo, e seguirem daí para o exterior.
. Nama io ria do s c aso s is to não ocor re , ou pe lo menos não ocor re nas cond ições ne ces sá ria s a uma r emoção'
I IDedia tados contaminantes produzidos. Tem-se que recor rer, como já dissemos, a um venti lador ou out ro(
Itc ur sopara cri ar a r are fa ção que induz a a fo rmação de uma cor re nte de e scoament o de ar para o in ter io r
ocaptor.
Em casos especiais, existe uma produção de partículas com grande velocidade inicial, e dispõe-se 01
c ptorde modo que as par tí cu la s a e le se d ir ij am naturalmente. E o que sucede no caso do esmeri l (Fig..
11.3) ,da pol it ri z, de cer tas l ixadei ras, ser ras c ircula res e tc . Não se dispensa evidentemente a necessidade~
dararefação na boca de entrada do duto para que se estabeleça a corrente de ar. .
Os capt or es colo cado s junto ao s equi pament os de um rec in to re ali zam uma extr aç ão de ar do ambi en te,~
~ lIIodo q ue de fora do recinto o ar irá penetrando por janelas e portas à medida que vai sendo exaurido.
l abelece.se no rec in to , de um cer to modo, uma venti lação geral . Poderá haver em cer tos casos necessidade(
derecurso a uma ins ta lação geral d iluidoca , natural ou induzida , s imul taneamente com a local exaus tora .
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ZOZ
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
APTOR
CAPTOR
Flg . 11.4 Captor com abas.
V
é a velocidade
de captura, v é a velocidade de escoamentono
duto.
Fig. 11.3 Captor para esmeril .
11.2.2 Velocidadede captura
É a velocidade V que deve ter a partícula contaminante localizada a uma distância x a f im de que
não obstante seu peso, possa deslocar-se até o captor. Corresponde à velocidade do ar, no ponto emq~
se acha a partícula, capaz de imprimir à mesma o desejado escoamento.
Tabela 11.1 Velocidade de captura de contaminantes V (ou Ve) segundo o ACGIH Industrial Ventilation
Guide - 1972
,,_........
~;----.
~
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
Z03
v
Em certas operações mecânicas são produzidas partículas de vários tamanhos e pesos. Algumas, por
Ifavidade,caem logo em algum receptáculo ou bandeja, ao passo que as mais leves são arrastadas pela
~rren tede ar no sent ido da boca do captor . A velocidade que o ar lhes impr ime é a refer ida velocidade
4 captUra.
e E necessário, no início de um projeto de exaustão mecânica, determinar-se a velocidade de captura,
poi sa ~ar ti r da mesma e do t ipo de captor apl icáve l ao caso é que se procede ao dimens ionamento da
iIIstalaçao.
A Tabela 11.1 fornece os valores das velocidades de captura V conforme recomendado no ACGIH
IndustrialentilationGuide,1972.
11.2.3 Cálculo daperda decarga do ar aopenetrar nocaptor
11.2.3.1 Coeficientede entrada
As tr aj etó ri as c on sti tu íd as p el as p ar tí cu la s f lu id as ou só li das em e scoamen to s of rem uma mod if ic aç ão
sensíve lao penet ra rem na boca de um captor (Fig. 11.5) .
O vácuo ou rarefação que existe no tubo faz com que a veia fluida se contraia, e esta contração é
máXimanum ponto B a uma cert a di st ân cia d a entr ad a A (vena contracta).
No ponto M reina a pressão atmosférica.
À medida que o fluido escoa de A para B, uma part e d a ener gi a de p res sã o (a tmos fé ri ca ) ou p res sã o
es tá tic as e convert e em energ ia ci nét ic a ou p re ssã o d in âmic a, e a p art ir do ponto B, uma par te dessa pressão
d in âmic a se conver te novamente em p re ss ão es tá ti ca. S imul ta neamente com e ss as c onve rs ões , o cor re uma
perd de energ ia ou de carga , poi s nem toda a energia devida à p ressão a tmos fé ri ca se converte em
pressão dinâmica. Esta perda é da ordem de 2% do valor da pressão estática durante a fase de conversão
depar te dessa energ ia (de pressão est át ica) em energia c inét ica ou dinâmica. Na fase imediat a, de conversão
depar te da pressão dinâmica
h.
em pressão est át ica
p
há uma certa recuperação de energia de pressão,
a qual n ão é t ot al, d ev ido à perd a de c ar ga.
~m razão das perdas devidas à conversão de pressão, ocorre uma redução na vazão no tubo ou captor,
ces ta redução é carac te ri zada por um coefi ci en te C, dénominado coeficiente de entrada. Rep res ent a a ra zão
..
CJ
ã:
'.,
...
...
o
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ti
Pecop or P
T .. , -
ALTURA REPRESENTATIVA DA
OU ALTURA DINAMICA hy
VELOCIDADE
o
...
.,
13
a:
Q.
PERDA DE CA RGA DE M . C , àp
REPRESENTATIVA DA PRESSÃO
=
DE PRESSÃO ESTA TICA
P. ou
t
11g.11.5 Variação das alturas representativas da pressão na entrada de um captor cilíndrico.
~ i~*
Condição de formação
Velocidadesde
do contaminante
Exemplos
captura m min
Libertado sem velócidade ini- Evaporação em tanque; desengraxamento; eletrodeposição
15a30
cial, em arparado
Libertado com velocidade
Cabines de pintura à pistola; enchimento intennitente de recipientes;
30a60
baixa em ar emrelativo repo ,-
transferência de material em correias transportadoras de baixa veloci-
so
dade (60m/min); soldagem
Produção ativa em zona onde
Cabines de pintura; separação e limpeza de peças fundidas portrepida-
60a 150
o a r se acha em mov imen to
ção: britadores, peneiras; pontos detransferência de esteiras transpor-
rápido
tadoras com alta velocidade (maior que 60 m/min) enchimento de
barris
Libertado com velocidade ini-
Esmerilhamento; limpeza e jato de areia
150a 600
cial elevada em zona de inten-
so movimento de ar
Máquina de empacatamento
Na faceda cabine
15-30
Com fluxo descendente
22-45
Aberturas no envoltório
30-120
Pintura a pistola
Na faceda cabine. Depende dotamanho e da profundidade da cabine,
30-60
do tipo de trabalho etc.
Cerãmica
- Mis turador
No ponto deorigem
150
- Quebra do biscoito
No ponto de origem
220
Solda de prata
Na face da cúpula
30
Banhos
- Desengraxante
No ponto de origem
15
- Decapagem No ponto de origem
22-30
- Eletrodeposição
No ponto de origem
15-30
- Têmpera
Na face da caifa
30
- Vapor
Nopontode origem
23-30
-
Soldagem elétrica
No ponto de origem (para coifa suspensa)
30,60
Na face da cabine
3
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206
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Logo, a vazão se rá
I
Q o S C,~ (~ ).(~)
I B
o pesoespecíficoY
do ar é dado por
I 'o
T
I ~m-'] I G
ou
1,0 i9hl B
L = pressão do ar exterior, expresso em mmHzO.
'Y
O peso espec íf ico do mer cúr io é 13, 6 vezes ma io r que o da ágJa .
Hb =
760 mmHg
=
10 .330 mmHzO ao n ível méd io do mar .
EXEMPLO 11.1
Detenn inar o peso espec íf ico do ar em um local onde a pressão a tmosfér ica é igua l a Hb
= 9,15m
ca e a alt itude é de 850m, sendo a temperatura ambiente de 15'C.
Solução:
Sabemos que 10,33 m ca correspondem a 760 mmHg. Logo, 9,15 m corresponderão a 673 mmHg.
Mas 'YHg =
13.600 kgf1m3.
Portanto, o peso específico do ar a 673 mmHg e a 15 C s erá, de acordo com a equação 11.6:
p
=
'Y..=
R. T
0,673 x 13.600
29,27 x (273 + 15 )
1,085 kgf1m3
11.2.3.3 Perda de carga
Chamemos de Ap a perda de carga na ent rada do duto. A pres são estát ica (em valor absoluto) éa
soma da pressão dinâmica h. com essa perda de carga Ap, ou seja, a energia de pressão se transfOrJl\a
em pressão dinâmica h. e em pressão para vencer perdas de carga Ap.
I
(P~,_o (~L.h.+Ap I
G
Subst ituindo na fórmula 11.1, t eremos
~
.
~ h.
C = -ou<..:=-
. h.+Ap . h.+Ap
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
207
perda decarga Ap, será, portanto,
h.
.
A
p
= --h
~ .
OU
r
o (1 ~~ . h.1 1 9 I
Façamos
~. ~~ I 1 10 I
VZ VZ
Féofatordeperdadecarga.Multiplicando-oporh.= - 'Y,ou - (emmmHp),obteremosaperda
2 g 16,34
decarga Ap. Algumas tabelas dão, a lém do va lo r do coefi ciente de ent rada C .. di re tamente o valor de
F(verFig. 11.23).
Portanto,
I
Ap
= F.h. I
(mmHp) 111.11 I
11.2.4 Insuflação e exaustão
Suponhamos umventilador ligadopor umduto aum captor circular e,por outro, auma oc de insuflamento
t m ém
circular e de mesmo diâmetro d (Fig. 11.6), Admitamos que as velocidades tanto à entrada do
captorem
e
quanto à saída do duto em
S
se jam as mesmas e iguai s a 3 .500 pés por minuto .
No caso de exaustão, a uma distância igual ao diâmetro
d,
a velocidade de uma partícula de ar fica
reduzidaa aproximadamente 10% da velocidade de ent rada
v, =
3. 500 fpm, is to é , se rá de 350 fpm.
Tratando-se de insuflamento, a redução da velocidade aos mesmos 350 fpm oeorrerá a uma distância
de S igual a cerca de 30 vezes o diâmetro de saída
ds.
supos to igua l ao de en tr ada
d
dependendo essa
distânciada fonna do i o de saída do local ( requinte ).
INSUFLAMENTO
Vs: 35 fpm --'-.-' , Vb=35 fpm
E==-=-=---=-- i b
I ~;d I
V : 3 5 f pm
EXAusrÃo
11g.11.6Velocidades à entrada e à saída dos dutos.
~
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Z08
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
11.2.5 Estimativa da vazão a ser atendida peloscaptores
11.2.5.1 Vazão de aspiração em bocas planas, circulares ou quadradas
o ar se dirige para a boca de aspiração vindo de todas as direções. Representemos na Fig. 11.7uma
série de linhas de igual velocidade de escoamento. A superfície gerada pela rotação de uma dessas linhas
em torno do eixo geométrico do duto é uma superfície eqüipotencial de velocidades. As linhas traçadas
normalmente a essas superfícies são as trajetórias ou linhas de fluxo de partículas, segundo o plano que
se está considerando. A Fig. 11.7 mostra que a velocidade de captura decresce com a distãncia da partícula
em relação à boca de entrada do captor. No caso de boca.circular sem flanges, Fig . 11.7a, vê-se que há
uma captação do ar que f icapor t rás da boca , o que é evi tado se a boca possui r f langesou abas late ra is
(Fig. l1.7b).
O problema que normalmente se apresenta consiste em, uma vez definida a velocidade de captura
V
(Tabelas 11.1e 11.2) e conhecida a distância
x
do ponto de formação do contaminante até a boca do captor
de diâmetro conhecido, calcular-se:
a) a vazão necessária à obtenção da velocidade de captação necessária e
b) a perda decarga naentrada dotubo.
Vejamos estes dois aspectos da questão.
L') Cálculo da vazão Q necessária
Sejam
Y
S
x
Q
= Y, a veloc idade de captura no ponto m (m . S-I );
á re a d a se ção do tubo (m2);
d is tâ nc ia do pon to de capta ção à boca do t ubo (m)
x
os;1,5
D);
= vazão no tubo (m3 . S-I).
Demonstra-se que
I
Q =
10xZ+S).Yc I
[m3.s-1] 111.121
Est a f órmul a é ap li cá vel também a boca s re ta ngula re s n as quai s o comprimen to s ej a menor que 5 vez es
a largura (
~
)< 0,2.
o
o '0
'$
' IA S D E
IALVELOCI
~
wOQ
~
Õ
g
o o
~
.~
ã
'$
000
OC C IR CUL AR C OM FL ANG E
( b)
'00
80CA .~IACULAR 5E' FLANGE
(o)
Fig. 11.7 Bocas de aspiração de ar.
,
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA 209
li'
~ I
I
I
D
.1
x
1 V
.Vc
M
Flg. 11.8 Captor cilíndrico.
A boca do t ubo c ap to r s endo c ilí nd ri ca c om fl ange , a v azão Q s er á dada por
I
Q
= O,75 10xZ+S).V I [m3.s-IJ 111.13 I
onde
s
= '1fd'-
4
L .
Para o duto retangular comabocatendo
-
< 0,2(C = compnmento;L = largura),teremos:
C
semflange:
I
Q = 3,7.x C.y
I
com flange:
I
Q = 2,8.x C.Y
I
11.2.6 Captor cilíndrico
Cons id er emos um capt or c ons tit uí do por um dut o c ilí nd ri co . O coef ici en te d e ent ra da é C,
= 0,72.
O fator de perda de carga será, de acordo com a fórmula 11. 10:
l-C: 1-0722
F = . = ~ = O93
~ 0,722 '
Cal cu lemos a per da de c ar ga à en tra da, fó rmula 11 .11.
I âp, = F. h.1
Mas -a pr es sã o di nâmic a no dut o do c ap to r é ( fó rmula 11.2)
BíbliuU~~ca '::entral
I
L.IR I
CAMPUS - Sanlo Ànl1~(o (1:3) j
2
h=-. Y=
. 2g
,;
16,34
-
l)AOE1\
/'LANGE
,
\ -..
'
OO'\
..-\ 1/
\
\
I1 r
, /
J
\
/
f .
VI\
\
-
,
)V
-
V
N-
v
I\.
/
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\ ,/
I
-/...
T
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I
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-....
I1
1
v
\
II 11..-
100
1-.1.\
....-
1\
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I
r
-
\
1'1---.. jP'
\
/
I
-
/
........
\ : Y
\
/
-
Á
1
LINHAS De
'LUXO.........
./
,.,),.......
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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210
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
D
Hb
v
p.I
Flg. 11.9 Captor cillndrico. O manóme-
tro acusa a rarefação
P..
com 'Y = 1 ,2 kgf/m3 pa ra a r l impo.
Logo,
v = C,' ~2 g . (
E ..
)
,conforme seviuna fórmula 11.4.
i 'Y
captor
Podemos:
- fixara velocidade v eachar a pressão estática nocaptor
(
E ..
)
'Y c:aptor.
- fixar a pressão estática no captor e calcular a velocidade capaz de produzi-Ia.
Conhece.se a vazão Q desejada, a área Sda seção doduto
1TDZ
S
=
- esetem
4
v
=
..R..
S
A pressão no captor
(
..
)
será
uplor
(
p,
)
Y .
VZ
-; captor = C;
2g
Tabela 11 .3 Vazão em capto r ci lf nd rico con fo rme o d iâme tr o e a depre ss ão (vácuo)
da
A
do mesmo, segundo a Ch icago Bl ower ( ver F ig . 11.5 )
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTOR
A
,'\perdade carga será
E Fh,
= F
~
I
[mma[
1'1141
podemos considerar a fórmula 11.2 em unidades do sis tema métrico ou considerar a vazão em cfm
E ..ou PE em polegadas de HzO e, neste caso, teremos a fórmula 11.15, para o cálculo da velocidade
I
'(
dtescoamentono duto.
['~'C'~I (~) 1 151
Q
= 4.005'S'C,~
Para uma coifa, por exemplo, C, = 0,75, de modo que a velocidade de escoamento no duto será
V =
4.005x 0,75
~
ou
I
y. 3~ ~ I (fpm) 1 161
'Façamosalgumas considerações sobre a variação da pressão ao longo de um duto, usando as fórmulas
1l.l5e:U.16.
I ~ o duro se acha fechado em suas ext remidades
(Fig. 11.10) (trata-se de um reservatório).
Pr. .. lIo Total - Pr I Oo Es atico
:
pres. o Dinômico
38mm H.O
- 38 mm H.O : O
pr...elo dinâmica
.'Ig. 11.10
.
à arestá parado: v
=
O
Pr~SSão total - Pressão estática = Pressão dinâmica
. 't fo caso da Fig. 11.10, temos
~,~mHzO - 38mmHzÜ
=
OmmHzÜ
~~OIO1psi
= 703,6mmH20,omanômetroacusaria38+ 703,6 =
.:,-.'
,~ :::
0,0538psi
Pressão(vácuonecessárioemA)
-
l Hp
t
2
2 '- 3
4
5
Diâmetro d
(polegadas)
v =
16 m
.s,'
v = 19,5
v = 22,6
v = 25,2
v = 27,6
v = 31,8
v=3
3
155cfm
190cfm
220
245
270
310
345
4
275cfm
335cfm
390
435
475
550
610
5
430cfm
525cfm
610
680
745
855
960
6
615crm
755cfm
870
915
1.065
1.230
1.375
8 1.095 cfm
1.340cfm
1.550
1.730
1.895
2.185
2.445
10
1.710cfm
2.095 cfm
2.410
2.700
2.560
3.415
3.810
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 114/210
I
I
1
lil
I
i.
. t,
: i~I
11~1.
IJI:J
2U
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
2. caso: O duto é aberto nas extremidades e recebe ar insuflado por um venti lador (Fig. 11.11).
Pr.. .llo Total - Pr. ..Go Estático: Pr , o Dlnômlca
_1I=::l~omm
Pr.IIGo dlnãmlca
Ob., :
38 m m H,O . 8 mm H,O
.
30mm
Pt - p. . Pd
30mm HzO co rr ll pond.m a 22 ,1 m .s' Id . . .I oclda d. d o a r
Flg. 11.11
Suponhamos que a vel ocidade do ar no duto seja de 22,1 m .
s-t
= 4.350 fpm.
No primeiro tubo manométrico à esquerda, é l ida a pressão total , igual a 38mmH20. O tubo domeio
mede a pressão estát ica, igual a 8 mmH20. O terceiro medirá a pressão dinâmica, de 30 mmH20. Estes
30mmH20 são a altura representat iva davelocidade de22,1m' S-Ide ar com 'Y= 1,2kgflm3.
De fato: Pressão total - Pressão estát ica
= Pressão dinâmica.
38mmH20- 8mmH20=
30mmHp
3. caso: O duto é aberto nas extremidades
e
o ar é aspirado por um ventilador
nu
das extremidades
do duto (Fig. 11.12).
Pr. ssão Total - Prl .s fto Eltót lGQ s Pr .. sl Io D in âm ica
- 8 mm H,O . (. 38 mmHzOI . + 30 mm HaO
Flg. 11.12
O tubo à esquerda vai indicar uma pressão total negativa (-8 mmH20), uma vez que a pressão estát ica
(tubo manométrico do meio) é negativa (porque existe uma rarefação no duto). A pressão dinâmica, porém,
é sempre positiva. Assim:
Pressão total - Pressão estática
=
Pressão dinâmica
-8 mmHp - (-38 mmH20)
=
+30 mmH20
4.
caso: O duto possui uma coita
em
uma
de
suas extremidades,
e
na outra, um exaustor.
Na ent rada do duto, logo após a coi fa , exi ste uma rarefação, que , para ser obt ida a ve loc idade no
duto, de 4.350 fpm, considerando o coeficiente de entrada C.
= 0,75,deveráatendera:
Velocidade no captor (fórmula 11.16) ,
v = 3.003J f (pés/min)
Para conse gu ir a v elocida de d e 4 .3 50 fpm no duto, d ev eremos t er uma p res sã o
: . ...
V2
(
4.350
)
l'
- 3.0032= 3.003 = 2,098 = 53,3mm
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
213
l
Pr..são E.tótlca
no Captor
Pr..sOo
Estótlca
Pr.ssOo
Dlnãmica
Prels180
Estótlca
Pr.ss~o ..
Olnõmica
8
V'22,lm, 43S0 fpm
C.'O,75
flC'11.13
Noprimeiro tubo manométrico à esquerda, a pressão estática indicada será pois um vácuo corresppndente
a- 53,3
mmH20.
No segundo tubo, a rarefação deverá ser maior, pois entre
A
e
B
houve, suponhamos, uma perda
decarga de 5 mmH20. No ponto C mediu. se uma pressão dinâmica de 30 mmH20 . Em
D,
já próximd
doventi lador, a rarefação atingiu a -70 mmH20 devido às perdas entre B e D. A pressão dinãmica el1'
E
é igual à de C porque não h ouve variação no valor da velocidade entre esses pontos. I
A pressão estática (:
).
também designada por
SPh
ou por
PE,
é medida diretamente em mmH2C
e levaem conta as perdas tan to por ace le ração quanto por turbu lênc ia .
EXEMPLO 11.2
Num captor para esmeril , pretende-se uma vazão de captura de 600cfm(600x 0,472 = 283Us = 0,283
m'/s).
A velocidade no duto deverá ser de 1.500 m/min
=
25 m . S-I para ar ras tar a poei ra do esmeril f -
eiometal.
Adotar o peso específico de l ' = 1,4 kgf/m3devido ao material pulverulento que será conduzido ne
tubo.Pressão atmosférica de 760 mmHg (10,330mHp)
Pede.se:
a )a p erda d e c arga Ap na entrada;
b )a press ão es tá ti ca na en tr ada do duto;
c )a depressão a ser c riada pelo ven ti lador.
Solução:
1.
Seção
de
escoamento do duro
Q 0,283 = 0,0113m2
S=y-=--zs
2.Di4metro do duto
d= f4S=
. y-:;r
4 x 0,0113 = 0,120m =<4,72
3,14
Adotemosduto padronizado de 5 = 0,127 m
'(
(
11'X 0,1272
)
COrri'ldo = 4 x 25 = 0,316m3/s
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1 ;i:::H.
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1'
,,
'
1
'
lli
1:1
214
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
3.
Pressão dinãmica
V2 252
h,
==
-
. t ==
-
x 1 ,4 ==44 ,5mmH20
2 g 2 x 9,81
4. Perda de carga na entrada
t1p == F h,
F ==0,65 para o casode captor deesmeril
âp ==0, 65 x 44, 6 ==28 ,9 m mH20
5. Pressão estáticana entrada do tubo
Pec ap lo r ==
Hb
- h, + t1p)
== 10.330- (44,6+ 28,9)
==
==
10.256
mmH20
p.
6. Depressão a ser criada pelo ventilador
--- .
t
o ventilador deverá criar uma .rarefação que equilibre a perda de carga t1p e a pressão dinâmica h,.
Assim:
P
==
h,
+
t1p
==44,6+ 28,9 ==73,5mmH20
t
A ess e va lor dever emos acre scen ta r o das pe rda s de carga no duto , do capto r at é o ven til ador.
EXEMPLO 11.3
Um captor c ilíndr ico c ircular colocado a 15cm de uma fon te de contaminante deve a tender a uma
velocidade de captura de 60metros por minuto e a uma vazão de 15m3/minuto.
A temperatura ambiente é de 28'C e a pressão atmosférica local é de 730 mmHg.
Qual a depressão a ser criada pelo venti lador l igado ao sis tema, desprezando-se a perda de cargano
duto?
Dados
x
== 0,15 m 0,49 ft
V, ==60m/min == 1 m/s 197 fpm
Hb
==730
mmHg
Q ==15m3/min ==0,25m3/s 530cfm
t
== 28 C .
Solução:
1.
Diâmetro do tubo captor.
Escrevamos a fórmula 11.12
Q
== (10Xl+S)V,
Substituindo:
0 ,25 == (10 x 0, 152
+ S) . 1
0 ,2 5 == (0,225 + S)
.
1
S ==0,025 m2
~s ~4XO,25
==
- == -
== 0,178m
7T 3,14
Adotemos
d
== 0,203 m (duto de 8 )
c.;~;.;1 i.o.~.~
~:~~,
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
215
1. Velocidade no inter ior do tubo captor
Q 0,25
v ==
-
== ==7,72m.s-1
7T~ 7T
.
0,2032
- -
4 4
==463 m/min
==
1.519 ftlmin
Pesoespec if ico do ar
O peso específico do mercúrio é 13.600 kgf/m3. Logo, 730 mm de mercúrio corresponderão a uma pressão
leO,73
x 13. 600 kgf/m2 . Mas a 28 C o pe so espec íf ico do a r se rá:
.
p 0,73 x 13.600 3
Y == - == == 1,109 kgflm
RT 29,27 x (273+ 28)
4.Pressão dinâmica h
ou seja, altura representativa da velocidade expressa em mmH20, sendo o peso
específicoo caso tar == 1,109 kglm3. .
V2
7,722
h, == - . tar ==- . 1,109 ==3,37kgf/m2
2g 2 x 9,81
ou
h,
==3,37mm ca
S.Perdade carga na entrada do tubo
No caso,
F
==0,72
(
V2
)
7,722
àp ==0,72. - . t ==0,72 x - x 1,1.09
==
2g 2x 9,81
==2,42 kgflml
ou àp ==2,42 mmH20
6 Depressão que deverá haver naen trada do tubo 2.
t
.. ==h. + t1p
y
==3,37 + 2,42
5,79mmHp
.
'1
Adep res são a se r cr iada pelo vent il ador deve cons egu ir que o a r exte ri or vença a perda de carga
t1p == 2 ,42
mmca à entrada e mantenha uma energia cinética de escoamento, ou seja, uma pressão dinâm.ica
h. ==
3,37mca.
NíVEL
NERGÉnco ORRESPONDENTE
À PRESSÃO ATMOSFtRICA
d p ( PERD A D EC AR GA )
. t DEPRESSÃO
d SERCRIADA
h l P RE SS ÃO O IN s M IC A)
H
PRESSÃO EFETIV (AC IMA DA PRESSÃo ZERO)
Fig 1l I4
Pressões a serem consideradas no projeto de
um captor.
;'~
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 116/210
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'
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, I
J
'
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I
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[(I lli
I: ' j '~ i
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~ ~I
'
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I
H
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Ir :,1
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II'H)
I::,;li
H'
,,
::
',1
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I
,.
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..ill'
m\~'
I
~
; ~. .
216
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
EXEMPLO11.4
Supo lhamos a instalação de um captor para funcionar sob as seguintes condições:
-
Duto de 0,225 m de diâmetro
- t
= 25'C (temperatura ambiente)
- Pa,m = Hb = 700 mmHg
-
S = 0,04mZ(área d e s eç ão do duto)
-
Q = 0,21
mJ/s
= 12,6mJ/min (vazão)
- F = 0,93(fator deperda decarga)
Calcu lar a de pres sã o qu e deve rá se r c on se guida com o vent il ado r d es prez ando a p erda de c arga no duto.
Solução:
Q 0,21
1. Velocidade:V = - = - = 5,2Sm' S.1
S 0,04
2 . P erda d e c arga . P el a fórmula 11.S, t emos
6p = F h.
Mas
VZ
h
= - . 'Y
. 2g
'Ymc. ,;o= 13.600 kgflmJ
700 mmHg co rres ponde rã o a uma p re ss ão de 0 ,7 x 13 .6 00 kg flmz.
Logo,
P
0,7 x 13.600 J
'Y = - = = 109kgflm
a' RT 29,27(273+ 25. ) ,
Perda de carga
6p = F.h.
(
5,29
)
,93 - '1,09 = 1,420mmHp
2 x 9,Sl
Pressão dinâmica
V2
h. = 2g
5,2S2
. 'Va,= - x 1,09 = 1,533kgflm2
2x9,S
ou
h. = 1,533mmH20
3 . P re ss ão e fe ti va no tubo (ac ima da p res sã o z ero) . Ver F ig . 11 .1 4
lrl::1ii]
Pressão efet. = Hb
- h.
+
~p)
Mas,
Hb
= 0,700x 13.600= 9.520mmHp
= 9.520- (1,533+ 1.420)= 9.520-2,953mm
= 9.517 mmHzO
II l;I::j
4 . Depressão a ser conseguida com o auxf iio de vent il ado r para supera r a perda de carga
~P
e manter
~
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
\
211
,
(
)
Ap+
h.
= 2 ,953 mm
UJIl3energia cinética ou pressão dinâmica
h..
(
{
11.2.7 Captor emforma 'de bico de pato c6nico)
Trat a- se de um cap to r formando uma concordâ nci a en tr e a s eç ão ret angular d e en tr ad a e a se çã o ci rc ul ar ]
doduto.
Deve- se colocar o capt or t ão pr óximo quanto possí vel da f onte contaminante, poi s a vazão de ar para(
I1overo cont ami nant e var ia com o quadrado da distância do capt or à font e. Assim, se para um captor
~UJII3istância x da fon te forem nec es sá rios 1 .0 00 c fm , p ara um cap to r a un: a di st ân ci a 2x se rã o ne ce ss ár io s
4, XX)fm.
,o.tE~
~
r
~
.
i>a
2% .
C PTOR TíPICO
c .
N«CESSARIOS
4 0 00 c f.
NIClssARIOS
o
0= 0,75 (IO:c2tS)V.
(clm)
Fig. 11.15 Captor cônico típi-
coe suainstalaçãoem umaban-
cada de trabalho.
Quando a boca tiver fl ange, a vazão Q ser á dada pela f órmul a 11.17.
I
Q = O,75(10xZ+S)V.
I 111.17 I
A velocidade de penetração na face anterior do retângulo do captor com transição que se vê na Fig.
ll.l8é dada por
v -
=
~ = Q
S Q.b
Es sa ve lo cida de é da o rd em de
V,
=
75m/min = 1,25m/s .
\
Flg. 11.16 Captores com bocas retangulares lar-
gas. f
, 0, 75 (10 ,2+s ) v
....
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J
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,' I i
t; }I
,1:(,
,I,
'1
II;J
~ .
218 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
A
Flg. 11.17 Vazão em captores com aberturas retangular
estreitas (fendas). (A < 0,5 B) es
a : 3,7 B, ,. v
a ' 2, B B . x. V
Fig . 1I.17s Captor cônico bico de pa-
to para bancada de trabalho.
V oet
Fig. 11.18 Captor com transição
11.2.8 Coifa comumou clássica canopyhood)
A coifa comum só deve ser usada se os produtos não forem tóxicos e os operadores não necessitarem
curvar-se sobre o tanque para desempenhar sua tarefa.
É adequado para fogões, mesas quentes, fervura de lavagem em tanques e outros casos.
A vazão aspirada pelo captor é dada por
I
Q2
= 1,4'P .D . V I
(cfm)
B
sendo
P
V
D
= per ímet ro do tanque (pés) ;
= velocidade de captura (pés por minuto);
= altura da coifa acima do tanque.
Quando a caífa fica acima de superfícies quentes, forma-se uma corrente ascensional de gases, arou
vapores quentes. Chamemos a vazão correspondente de
Q..
~
.,.--
\~Y~,
i~~
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
219
T NQUE
ON E FORM M
G SESQU NT S
Flg. 11.19 Coifacomum.
Para que se rea li ze a exaus tão, é necessár io que a vazão
Q2
asp irada pelo cap tor se ja maior que a
dear quente
Q\,
a fim de induzir o ar circundante a entrar na coifa, ao invés de diluir os gases ou vapores
quesepretende eliminar.
portanto,
Q 2> Q .
Podemos considerar doi s casos : coi fas baixas, i sto é , para D , ,; ;90 em, e coi fas a lt as , D > 90 em.
I . ) Coifa s b aixa s s ob re s up er f c ie s q ue ntes e o nd e n ão h á fo rmaç ão d e v ap or .
A vazão
Q,
será dada, nes te caso, pela fórmula
I\
= 5,4' S..f/h .(~t)I,2S I (pés3/min) 111.19
I
sendo
S
t
h
= super fí ci e da chapa ou corpo quente (pés2);
= diferença de temperatura entre a chapa quente e o ar do recinto ('F);
= a lt ur a do corpo quen te a cima do p is o (p és );
Para se calcular Q2 aumenta-se Q. de 20%.
2 . ) Coifa s b aixa s s ob re tan qu e d e á gu a q ue nte v ap or ).
lQ. = 290 . S ~
I
(pés3/min) 111.20 I
sendo
G
h
S
= produção de vapor no tanque ( lb /pé2/min);
= altura do tanque com líquido quente (h
==
3 a 6 pés) ;
a . b (pés2).
Fig . 11.20 Coi fa sobre tanque de
água quente ou vapores.
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zz
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
T~bela 11.4 Captor para esmeril
Ar necessário (pés3/min)
Quandohá
Flg. 11.:n Captor para esmeril.
PARTíCULAS ftlAIORES
Perda de carga de entr ada Ap, = 0,25 h.(du o)
Vd..ode 100 a 3.000 pés/min
11.2.9 Exaustor portátil
Para o ca so de uma banc ad a d e s olda gem elét ri ca , t emos
Tabela 11.5
x
(paI.)
até 6
6-9
9-12
pés)/min
250
S60
1.000
Flg . 11.11 Captor por tá ti l par a bancada de solda e lé tr ic a.
A 8q.ft
~. ft
~~V~
Ipm
\o-;<
Q
=
Vc
110..+AI
Q. cfm
~V
~
I~
,~,
YIT CION L
.IDINENTAÇlo
~~.~
~~
tu DA Dr
0.25 h . TUGA
4.'.
Q. 3.T.L.Ve x
com 'hlntl
O.
2,8 L.V .x
t . 11.13 Captores convencionais .
~I
ffi>-
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
111(
Co.t. d. entrada
C.
COI '. d . p .rda de coroo
F
0,93
0,12
0,49
0,82
0,63
I,
0 78
0,65
0,82
Q0,98
1,10,
I...
....
0,'0
....
....
....
o...
....
0.10
o --10 0 .. 10
100110 1. -0180I
-
Diâmetro do
Largura do
Bom recobrimento
Mau recobrimento
esmeril (pa I. ) e smeril (pa I. )
do esmeril do esmeril
até 9
1 1
220 330
Oa 16 2
390 600
16a 19
3 500 750
19 a 24 4 610 920
0,82
0.50
Ânoulo
CJ O CJ
(
1,0
0,95 0,89
0,1 0,2
50.
0,96
0,95 0,08
0,11
4,0
0,97
0,95
0,06
0,1
60
0,96 0,92
0,08
0,17
90
0 93
0,89 0,1
0,2
,
,
,
,
,
III:TANIULA .-,
e: aUADRADO:
,
X
,
1....- A
,
I...:
CIRCULAR
,
I I I
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~
222
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
223
Velocidade na face
=
1.500pés/min
Velocidade noduto= 3.000 pés/min
Perda na entrada
y2
= 0,25 -
2g
Quando não for possível exaus tão por tá ti l, deve-se usar venti lação natural , t al que ocorra a vazão indica~
na Tabela 11.6.
Tabela 11.6
Diâmetro eletrodo
pés3/min por soldador
1.000
1.500
3.500
4.500
T NQUE ou
PU E PRO SSO
5/32
3/16
1/4
3/8
11.2.10 Coifa de exaustão comum. Aplicações
, . J 1I .11 .24 D imensões de uma coi fa de exaus tã o.
Flg. 11.24a
a)
Coita aberta
A vazão é dada por
Solução:
A superfície do banho é semelhante a uma chapa metálica. A vazão de ar quente 'que chega à coifa
devidoao aquecimento pela chapa é, pela fórmula 11.19:
Q\ = 5,4' S ~
h
. (At)I,2S
Nocaso da Fig. 11.20,temos:
h:
consideraremos
=
4 pés
Q
p
V
= 1,4
P
.
H
.
V
= perímetrodo tanque(pés)
=
50
~
500 pés/min
=
velocidade de captação
b) Coita c om v ed aç ão later al
Q
=
W
+
L)
,
H. V
We L
são as dimensões da coifa (comprimento e largura, respectivamente).
S
=3x2=6pés
t = 9800- 75' = 905'F
Q. = 5,4 x 6~4 X(905)1.2S 877cfm
Pode-seadmit ir no duto uma vazão maior da ordem de 20%. Admitamos
v
= 50a 500pés /min
c) C oi ta c om v eda çã o e m t rê s l ad os
Q
Q
Q2
=
1.000 cfm = 28,3 m3/min = 1.699m31h.
=
W H
. Vou
= L.H.V
EXEMPLO 11.6
Um tanque de 4 pés por 3 pés contém um produto químico líquido e verifica-se uma vaporização de
aproximadamente 1,0 kgf /m21h. Pretende-se ins ta lar uma coi fa baixa . Qual a vazão que deverá ser prevista
parao captor e o duto?
Solução:
Podemos usar a fórmula 11.20
sendo
V
=
50a 500 pés/min
V2
PerdadeentradaApc = 0,25' -
2g
v
= vel. no duto = 1.000 a 3.000 fpm
.Q =
290S~
I_P:~. .
~EXPrimamos
a,
quantidade de líquido evaporado, em Ib/pé21h;1,0kgf/m2fhcorresponde a 0,2047Ib/pé2/h
IIQ0034Ib/pé2/min: .
,S
= área do t anque = 4 x 3 = 12 pés2;
; ~, = 4 ft (valor compreendido entre 3 e 6 f t) .
:~~os, para vazão nocaptor,
Conforme foi dito, a coifa aberta só deve ser usada quando o material não for tóxico e o
p r~
não precisar inclinar-se sobre o tanque. Quando houver correntes de ar laterais, devem-se usar cortiDaS
laterais ou abas.
EXEMPLO11.5 O
Em um processo industrial tem-se um banho de chumbo e antimônio para preparo de Iinotipos IfJ
tanque mede 3 pés por 2 pés. A temperatura dos metais em fusão é de 980'F (527'C) e a temperal
amb iente é de 75'F (24'C).
Qual a vazão a prever em uma coifa baixa?
,QI
=
290x 12 -V4x 0,0034 = 831,6cfm
«-to:
~
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I;
\
f
l
j
~
'
.
l
,',
~
\,
., ~
1
;.
.
'
1
'
.
':
i l l I~11
224
VENTILAÇÃO lNDUSfRIAL
f
~
I
.'
1,1,:
Par a o du to , a dmi tamos uma vazão 20 ma io r.
Q2
= 1,20x 831,6= 99(,9cfm
11.2.11 Captor comCendalateral
A agressividade de certos vapores e gases pode desaconselhar o emprego de coifa convencional .
até que atinjam a coifa, os fluidos poderão ocasionar males ao operador junto ao local de onde seesp~rlS
pela atmosfera. Emprega-se, neste caso, coifa junto à parede, dotada de u~a ou mais fendas laterais atraai
das quais os gasesterão acessosem se elevarem acimada superfíciedo tanque a ponto de ati~gire~
operado~.A F ig. 11.25mostrauma dess~scoifascomuma únicafenda lateral. o
F lg . 1 1. 25 Co if a c om f enda l at er al .
A vazão Q pode ser calculada pela fórmula 11.21.
I Q = 2,8L W Ye I (pés3/min) . . B
com L e W em pés e Y. em pés/min
ou
I Q = C.
L
. W I (pés3/min)
B
s endo C uma const an te , ge ra lmente varia ndo de 50 a 250.
A perda de carga no captor é dada pela soma da perda de carga do fluido ao atravessar a fenda com
a perda na entrada do dúto, isto é:
I Ap. = l1Prenda+ l1PcntradaodulO B
ou
,.., ~ ''' '~+O'' '.h.. Ô
enda duto
~f';:r.
.
>O,30~
,I
I
FENDA
TANOUE
L
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
225
(
(
...Ls
rT
1
ABERTURA DIMENSIONADA
PARA V. IDm. . 2000fpm.
w
..J
111 .1 1. 26 C ap to r c om uma f enda l at er al e plenum acima do tanque (ACGIH) .
'Como já vimos,
j hodulO=
(
dutO
)4 .005 (pol .HzÜ)
,,2
com empés/min (fpm) ou, - (mm ca ) com v expr es so em m
.S-I.
16,34
na. 11.27 Captor com fendas laterais e
plenum
inferior (ACGIH).
A
-
L
A
r2S
.J.
2S
,.
n a. 1 1. 28 Capt or c om f enda s l at era is l oc al iz ad o no c en tro d o ta nque (ACGIH).
CORTE A-A
-
r<-
I IQ
N
Q
./
w
I I
L
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IIH
226
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
~
L
w
Flg. 11.30 Escolha davelocidade de projeto.
1. critério: considera a velocidade de captura.
2.' cri tério: considera a velocidade de 10mIsna fenda.
./1
F lg . 1 1. 29 Capt or c om t r f co .
das laterais (ACGIH).
VELOCIDADE D I
10 mls NA
FEND
1 v«~r
u
i CR ITÉRIO
( PREFEAIVEL)
2 ' CRITI fAIO
( SOFRíVEL)
Flg. 11.31 Equipamento Stringal para combate à poluição.
Vêem-se na f igura doi s t ipos de captores a lém de dulOS,
ventilador e lavador de gases. Materiais empregados: PVC,
PVC com
fiberg/ass,
polipropileno, açoinoxidável e outros.
'{.'(
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
227
A dep re ss ão a se r c ria da pe lo vent il ador dever á se r de
E .
)
. ==
I 1pc+,
y esU.ttea
/ .SFigs . 11.27 e 11.28 mos tram var iantes de captores de fendas lat erai s.
Considera-se em geral, para a velocidade de captura, 0, 25 a 1 m /s na superfície do tanque. Pode-se
taJllbém r ealizar o dimensionamento adotando uma vazão de 1 cfm/sq.ft (1 pé3/min por pé quadrado de
superfícielivre do tanque).
A lgun s p roj et is ta s p re fe rem adot ar c omo c ri té ri o a e scolh a da velo cid ade de 10 mls na fenda ==2 000
fplll)Ávelocidade nos dutos é da ordem de 2. 000 pés/min, igual portanto à velocidade na fenda. Se for
usadolenum, a velocidade no mesmo deverá ser da ordem de 1.000 fpm.
A al tu ra da f enda ac ima do n ív el do l íquido é no máx imo de 6 pol egadas .
Quando o comprimento L) do tanque fo r maio r que 6 pé s, é re comendável u sar vá ria s tomadas .
Para largura de tanque W
=
36 a 48 polegadas, é necessário colocar fendas dos dois lados no tanque,
c pa ra W ==48 , d eve -s e encl au sur ar o ta nque ou u sa r
push-pull,
conforme veremos no i tem 11.2.12 .
11.2.12 Ventilação tipo sopro-exaustão';
No caso de gases e vapores tóxicos , deve-se procurar evi ta r que mesmo reduzidas quant idades dos mesmos
deix emde a tingir a co if a de f endas l at er ais e venham a espal har -s e no meio amb iente , com sacr if íc io para
a s aúde dos operadores. Para evitar que este inconveniente aconteça, usa-se um sistema que provoca um
sopro de ar , que, partindo de uma fresta ou orifícios rentes à superfície do tanque, ajuda a encaminhar
o sgas es e vapor es at é a s fe ndas no c ap to r, s it uadas no la do opo st o à fr es ta .
E st e si st ema const it uí do pelo capto r d e f enda e in su fla do r de fr es ta é conheci do como capto r
push-pull
(Fig.11.32).
O ar de insuflamento pode ser fornecido por um pequeno compressor ou derivado de uma linha de
arcomprimido próximo ao local .
Consideremos alguns dados para o dimensionamento de um captor
push-pull,
isto é, de insuflação e
exaus tão, ou, como também se diz , sopro e aspiração .
a) Vazão Q2 de exaustão no captor e duto
Qz == 100a 150cfmpor pé2de áreado tanque
b) Alt ura do capt or ac ima do t anque
H
= D. tg10' (pés)
-
- '.-;;;-
I---~
D Fig . 11.32 Captação com sopro e aspi ração .
~
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~
1
:
Ii i ;:
J
228
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
~
eIi.
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
229
l
ou
I H
= 0,18.D
GJ
c)
Vazão
QI do j at o na fr est a de i nsufl amento bocal )
I
Q, ~
I=-
Dx F . l1.U
sendo D a distância do jato pés) ao captor e
F
um
fator de indução
ou
arraste.
Tabe la 11 .7 Fa to r de indução ou arras te para
captor
push-pull
Distância de lançamento
doja to D pés)
) 8
8-16
16-24
acima de 24
Fator de indução
F)
2,0
1,4
1,0
0,7
~PLO 11.7
Determinar ascaracter ís ti cas de um sis tema de captor com fenda lateral e insuf laÇlento auxil iar
push-pull).
I
SJbe.se que o tanque mede 5 x 3 pés L = 5 pés; D = 3 pés).
<
solução:
. )Vazão de exaus tão no captor
Qz
=
150 pés3/min/péz x 5 x 3)
= 2.250 pés3/min
A altura
h
da fresta de insuflamento é calculada considerando-se uma velocidade
VI
de 100a 2 .000
fpm e a largura
L
do tanque.
Mas
s = h.L
b)Altura do captor fórmula 11.25)
H = 0,18x H
H = 0,18x 3 = 0,54pés = 0,165m
c)Vazãode insuflamento fórmula 11.26)
Qz
QI
;;F
.
portanto,
Qr = S VI = h . L . V.
Logo
Ih-~
B
Flg. 11.33
Pela Tabela 11.7, como D é menor que 8 pés, temos
F
= 2,0
2.550
Q. = - = 425pés3/min
3x2
~ Alturada fenda de insuflamento fórmula 11.27)
Adotemos
VI =
1 .500 fpm
Q. 425 .
h = - = - = O,0566pesO,017m
L
.
V.
5 x 1.500
A f re st a t er á 17 mm de a lt ur a.
11.3 ESTIMATIVA DA VAZÃO A SER EXAURIDA COM O CAPTOR
11.3,1 Maneiras deabordar a questão
Asfórmulas empíricas usadas no dimensionamento dos captores relacionam as dimensões à vazão e
Ivelocidadede captura. Para resolver o problema, procuramos na Tabela 11.1 o valor da velocidade de
capturaplicável ao caso. Resta definir a vazão. Vejamos como geralmente se procede.
a) Quando não se tem nenhuma informação quanto à vazão aplicável ao caso, recorre-se à solução
de prever um certo número de renovações por hora Tabelas 6.3 e 6.4) e admitir que o ar que
entra sai pelos captores, ou, pelo menos, a maior parte do mesmo.
b) Consultam-se tabelas ou informações que dão a vazão em função da área exposta do tanque, bancada
etc., onde está sendo produzido o poluente. No caso de capelas de laboratórios, a vazão é dada I
em função do comprimento das prateleiras.
Vejamos alguns casos comuns e impor tantes indicados no
Industrial Venti/ation,
da ACGIH.
11.3.2 Coifa para fogões, mesasquentes, fervura de lavagem Fig. 11.19)
A vazão no dut o é dada pel a f órmu la 11 .18 , que r epetimos :
. \
Qz = 1,4 P .
D
. V [cfm]
~,f
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.
230
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
onde
P
V
D
=
per ímet ro do tanque (pés) ;
=
velocidade de captura (Tabela 11.1) ;
= altura da coi fa acima do tanque.
11.3.3 Coifa sobre chapa quente ou superfíciesquentes semprodução de vapor
Podemos usar a fó rmul a (11.19), ou s eja ,
Q2 = 5,4. S . ~h . A.t)I.25
[cfm)
te ndo a s l et ra s o s mesmos s ignif ic ados que os menci onados pa ra a fó rmu la 11. 19 .
11.3.4 Coifabaixa sobre tanque de água quente ou líquido em evaporação, desde que seconheça
a taxa deevaporação G (Ib/pé/min) (Fig. 11.19)
Q = 290. S -if i77J [cfm]
11.3.5 Captor para esmeril (Fig. 11.21)
A Tabel a 11.3 indic a a vazão nece ss ári a, de aco rdo com o d iâme tr o e a la rgura do e smer il.
11.3.6 Exaustor portátil para soldagem (Fig. 11.22)
Ver Tabela 11.4.
11.3.7 Soldagem semexaustor, comapenas ventilação natural
Ver Tabela 11.5.
11.3.8 Captor tipo sopro-exaustáó (Fig. 11.32)
Vazão de exaustão Q2
=
100 a 150 c fm por pé2 de á re a do t anque .
Vazão do sop ro . V ide fó rmul a 11. 26 e Tabel a 11.6 .
11.3.9 Captor defenda lateral (Figs. 11.25 e 11.26)
Q = 2,8'
L
. W.
V.
[cfm]
L
= largura W = comprimentodotanque
V. = velocidade de captura (Tabela 11.1)
11.3.10 Pequenas cabines de pintura (Fig. 11.34)
Q
Q
=
200
cfm/sq.ft
para á rea de aber tu ra a té 4 sq.ft
150 cfmlsq.f t para á re a de abe rtu ra super io r a 4 sq.ft
Per das de c ar ga na e nt rada da c abine.
São a soma das perdas devidas a:
v v~
).
- anteparos:1,78- (correspondenteà passagemestranguladapelo anteparo)+ 0,50.-
(do
uto
~ ~
V2
-
f il tros : perda de carga nos f il tros quando sujos + 0,50 - .. (do duto).
2g
Velocidade no duto: 1.000 a 3.000 fpm.
VENTILAÇÃO LOCAL EXAVSTORA
DI
B= 0 75 0
RU DOANTEPARO. 0 ,6 0 W.H.
C = 0,75 W
B=0+15cm B=D+15cm
ÁR OOSANTEPAROS. 0 60 W.H. ÁREAOOSANTEPAROS ou
FI~TROS .
0,75 W.H.
ANTEPARO RI61DO
c
ANTEPARO
ou LTRO
w
4f 50 mln.
SCM
-
H
~~~
~~
~~
15em
(a)
(b)
( c)
111.1.34 Pequenas cabines de pintura (ACGIH).
11.3.11 Tanque de imersão rápida (Fig. 11.35)
Q = 125 cfmpor pé quadrado de tanque e superfície do dreno.
Velocidade nas aberturas do plenum: V. = 2.000 fpm.
Velocidade no duto:
Vd
= 1.000a 3.000fpm.
Perdade carga na entrada:
v: ~
'.
àp, = 1,78
-
+ 0,25
. -
.
2g 2g
Para melhores resultados, enc1ausurar o dreno como túnel e adotar Q
=
500 cfm/pé quadrado de área
dã' superf íc iedo dreno, e velocidade acima de 100 fpm nas aberturas .
',Podemos calcular
A.p,
em polegadas de co luna de água em função da ve locidade
Vd
no duto.
' 2
d
àp,= 0,2 - (pol.colunad'água)
(4.005)2
~Velocidade máxima no
plenum =
1.000 fpm.
.)\\
11.3.12 Leitos de fluidização (Fig. 11.36)
Q = 150cfp por péquadrado deleito (Q = 150. W. L).
Yelocidadenas aberturas: V. = 2.000 fpm.
, .Ve locidade no duto: Vd = 2.000 - 3.000 fpm.
Perdade carga na entrada:
;?~
~P.=
v: ~
1,78' - +0,25-
2g 2g
li'
.Jevem-se adotar no mínimo duas aberturas, sendo uma na parte inferior do captor.
W
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To ,pa,
4uonelo fora
4C u.. I
N1I. há lenda
p,hl ,.
b '. 'oda
AI
Plcnu..
233 ,
{
{
232
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
li l
'I
;1,
ri
. :
~, ~
I:
I,
II d
I
i
I
1
.l
i
.
.' .
I
11
I
V ,h
=
Incltnaçlo ,f,,'mo
d. 45 o
[TI
t
Vd
A
V2:;; 2 .000 fp ,
12
Tf,
l--------
mlft --
\,
't.-u,?
,)1---'
I Vari...te
c/.aido
lalc,ol
CORTE
A - A
Volacldodo ,ci.lmo no pltnum
1.000 fpm
111.11.37Tanque de desengraxe (ACGIH).
Flg. 11.35 Tanque de dimensão rápida (ACGIH).
~ ~
Ap =
178.-+025-
.' 2g 2g
Velocidade no duto:
Vd =
2.000
- 3.000fpm.
Devem ser previstos:
1 . Re sp ir ado r na li nha de ar , para limpeza.
2. T iragem sepa rada par a pr odu tos de combustão, se houve r.
3 . Aspi ra ção por g rel ha i nfe ri or par a part es que não podem se r r emovidas seca s. Neste c aso,
Q
= 50 c fr nl pé2 de á re a de gr el ha.
é convenl ent . o uso
de abas la te rai s
11.3.14 Bancada para soldagem
Altura , tv ,. no
tanque
=
15 em
Q = 350 cfm por pé linear de captor.
Largura do captor = espaço necessário para o trabalho.
Fig. 11.36 Leito de fluidização (ACGIH).
.. rn i ,a 45.
po,o 1.000 fp'
Anteparos
laterais
recomendáveis
11.3.13 Tanques de desengraxe (Fig. 11.37)
Q =
50. L . W [cfm]
Velocidade na fresta: V.
=
1.000 fpm máximo.
Perda de carga na entrada:
. {
mlu:Ima no p'cnu, ,
veloc lda de nos rO go
Flg. 11.38 Bancada de soldagem (ACGIH).
\
\
.-
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2J4
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
i,tl
Largura da bancada
= 24 (60em)no máximo.
Velocidade no duto =
1.000- 3.000fpm.
Perda de carga na entrada:
V~ ~
l1p.= 1,78. - + 0,25 -
2g 2g
Observação: Onde não puder ser usada a venti lação local exaustora, usa-se a venti lação geral obed
àsseguintesprescrições.
e endo
Tabela 11.8 Venti lação para soldagem
Diâmetro do
eletrodo ( )
5/32
3/16
1/4
3/8
Péscúbicos por
minuto por soldador
1
1.500
3.500
4.500
Flg. 11.39 Mesa aspirante Delta Neu para soldagens,
raspagens, esmerilhamentos e.lixamentos.
,
Flg. 11.40 Mesa aspirante 1.500da Delta Neu em
aplicação industrial (preparação e soldagem).
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
235
. .
edlpresa NEU Aerodinâmica Ind. Com. Ltda. fabrica mesas aspirantes para soldagens, raspagem e
~adlentos , dotadas de tampa removível em grade de aço carbono e um venti lador l igado a um fil tro.
pIII; '11.39mostra uma mesa aspirante Delta Neu, e a Fig . 11.40, uma mesa do mesmo fabricante, em
H g.
~.
11.3.15 Bancada para esmeril manual (Fig. 11.41)
a
' 150 a ~5~ c fm por pé quadr ado de á re a de bancada.
lIelocidade mlmma no duto
=
3.500 fpm.
.' V2
perdade entrada:
l1P.
= 0,25' - -- . para tomada de exaus tão t ronco-pi ramidal.
2g
sStneri lhamen to em cab ine . A velocidade na fa ce da cabi ne é de 100 fpm.
paragrelhas de exaus tão no piso: Q = 100 c fm por pé quadrado de á re a de tr abalho.
~'
laterais recomendóveis
--
relho ou tela grossa
Topo do boncodo
~u~
t r.
e necessário Que o tomado
s ej a t ro nc o - p' amido
V IS TA P OS TE RI OR
~ . 11.41 Bancada de e smer il manua l.
-:.1,,: '
; s:-
.t>s mesas aspirantes Delta Neu se 'aplicam também ao caso.
11.3.16Spraydemetalização
j.
. ' iroduto não-tóx ico: Q =
125 cfmlpé2 de área frontal.
. oduto tóxico: Q
=
200 cfm/pé2 de área frontal.
Utilizar máscara com suprimento de ar.
1., Velocidade no duto = 3.000 fpm (mínimo).
~
i
...
.:.
Perda de entrada:
.
,
.tt
'1<'
1
V~ ~
,ci' P.= ,78. - + 0,25-
.
1
' 2g 2g
~
,~ . O captor local não é indicado para metalização com metais tóxicos.
$ ' Para o cap to r l oca l na me ta li zação, devemos t er:
Q =
200 cfm por pé2 (mínimo) de aber tu ra par a lançamento do
spray.
:~ Velocidade no duto: Vd = 3.500 fpm (mínimo).
~: Perda de entrada:
li;. y2
. l P = 0 25 -
2g
/1 .
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'il:u
;III~
I
.,
:I
: \1
111,
236
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA 237
Face aberto
grelho
(
(
(
(
GABINETE DE
Porto di limpoza
METALIZAÇÃO
CUTO.
FlEXIVEl
Flg. 11.43 Esmeril de superfície.
11.3.19 Corte com oxiacetileno
Q
= 150 cfm/pé quadrado de área da mesa.
Velocidade no duto: Yd = 2.000 - 4.000fpm.
Usar Yd = 4.000 fpm para t rechos de duto hor izonta is .
y
Perda de entrada = 1,0 - (através da grade)
g
\
--12 min-1
Duto fle.rvel
y
= 0,25 -2. (para tomada tronco-piramidal).
g
I
Distôncio máltima entre
o s c en tro s dos duto s pés
Tomado tronco
piromido I 45°
. (
CAPTOR LOCAL
Enclousuramento
do base do mesa
11.44Cortc com oxiacetileno (ACGIH).
Flg. 11,42
Spray
de metalização (ACGIH).
11.3.17 Bancada de soldagem com exaustão portáti l
Na Fig. 11.22 as grandezas a considerar são:
Tabela 11.9 Duto para bancada de soldagem
Distânciax
(polegadas)
6
6-9
9-12
Duto simples
Q (cfm)
335
755
1.335
Duto com entrada flangcada
ou cônica (cfm) Q
250
560
1.000
~
Velocidade na entrada
Velocidade no duto
Perda de entrada àp
= 1.500 fpm.
= 3.000 fp'm.
~
= 0,25-
2g
11.3.18 Esmeril de superfície (de eixo horizontal)
Q = 220 cfmpara rebolos até 5 de diâmetro,
390 cfm para rebolos de 5 até 10 de diâmetro.
y
Perda de entrada
= 0,25 2..
g
Ve loci dade no duto :
Yd
= 3.500 fpm (mínimo).
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238
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
11.3.20 Captor de laboratório
As capelas dos laboratórios podem ser do tipo com captor airfoil (Fig. 11.45) ou com captord
compensação (F ig . 11.46). Nest e ca so , ex is te um duto de in su flamen to com sup rimento de a r máx imo ig
~
a 50 do volume exaurido no duto de saída da coifa. Ua
A vazão prevista é
Q
=
100 -
150 cfm por pé quadrado de área de porta aberta, conforme a menor ou maior toxicidade
dos produtos.
V2
t: p
= 0,5 -
2g
Vd = 1.000 - 2.000 fpm
(lopol
Entrado t ar
quando a por ta
01,6 lochada
Porta qU f c a os
f .cta do . tre4a d.
ar quando IUIP a
Fonda lo'erol 1110
Ant .p or o pO lt o l or
Fondo aJu.tO...
na base
poltorll
li a lr 011
T UB OS D E
AQUECI-
M EN TO D EN TR O D AS
PRATELEIRAS
L
H
rl-L
ti
o
~
~
010
111.1.47Coifa comrasgos laterais para evaporação em laboratórios (ACGlH).
7
Fig. 1I.4S Capela de laboratório
com captor
airfoi{
(ACGlH).
Flg. 11.46 Capela com captor de
compensação (ACGIH).
,- Du'o do
naustlo
Ploca porlurada
. .r tl ca I , de dla t, lbul -
;10 nO p' onu. ..
aul.. dlrulo....
no llnu.
FO.da do dosclda
do ar do pie '
Volocldade de
Gntra da de ar
250-300 Ipm
~~t~I::OI
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
239
RASGOS DIMENSIONA-
; ;;DOS PARA2.000
fpm
--.; A L TURA DE A CORDO
COM O T AM ANHO
i DOS FRASCOS
o
o
0 0
Para a
coifa indicada naFig. 11.47,temos:
Q = 20 cfm/pé
linear de prateleira
ou 50. H L (cfm) para cada prateleira.
Velocidade no duto:
Vd
= 2.000 fpm.
~ ~
Ap,= 1 78 - + 0,25-
4.0052 4.0052
Para bancada de evaporação representada na Fig. 11.48, adota-sc<:
Q = 20cfm/pé linear decaptor ou 50 . H L (cfm).
Velocidade no duto:
Vd =
2.000 fpm.
Ap
V;
, = 1,78- +0,25
4.0052
~
4.0052
PL€NUN
P AR A 1 .0 00
Ipm
. .11.48
Bancada de evaporação~m captor laterale.saídainferior ACGlH).
...
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.
,I
I:
140 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
11.3.21 Serra radial traçador )
Vtlto=
500
cfm
A
/
Man9uelra
d. I 3/,,
430cfm
Portinhola
Flg. 11.49 Serra radial ( traçador ) (ACGlH)o
Q
= 500cfm
Vd=
3.500
fpm
~
Ap = 3 5~ [ H201
(4.005)2
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
141
(
(
VELOCIDADE MíNIMA
NESTE LOCAL 20000 'PIO
r SERRA
flnível
Interno
(
(
(
- Vd
~ 11.50Serra circular de mesa (ACGIH)o
M.sa
4 Y2
de largura
Tabela 11.10
11.3.22 Serra circular de mesa
I J. 11.5Oa Serra de fita.
Diâmetro da s er ra
(polegadas)
Até 16. inclusive
Acima de 16 até 24
Acima de 24
Vazão de exaustão
(pés3/min)
350
440
550
Velocidade no duto:
Vd = 3 .500 fpm
~
~
.
.
A
-I O - - + 0,25
-
5
2
Perda e carga. P. - '(4.OOS? (4.00
- - Lômina
... Mesa
Coplor
-
80S. int. iro ment.
fechado
Tabela 11.11
VALOR NO DUTO
=
3 500 fpm
V 2
PERDA DE ENTRADA
- 1 .75~
40052
V
A =
VELOCIDADE NO PONTO A
0\
-
v AZÁO cfm
LARGURA DA LÁMINA
(POLEGADAS)
FUNDO TOPO
TOTAL
até
2
350
350
700
de 2a3
350
550 900
de 3 a4
550
800 1350
de 4a6
550
1100 1650
de 6 a8
550 1400 1950
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242
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
11.3.23 Lixadeira de fita horizontal
Filo ou c1nl7
[~~~\:1
- @ .o.
V2
Vd=
3.300
1ft Pe= 0,40
.. ~~~,
2
ar tOMO
da
tronCo
-
piraMidal
fita ou cinto
arlont
Fig. 11.51 Lixadeira de fita horizontal (ACGlH).
Tabela 11.12
Vazão (cfm)
11.3.24 Local de jateamento de areia
Podemos ter os seguintes casos :
a) Compartimentos
A insuflação do aré vertical e para baixo, com v = 60 a 100 fpm.
com insuflamento transversal, v = 100 fpm.
b)
Mesas rotativas,
consideradas sem cortinas
Q
=
200 c fm por pé quad rado do t ot al de abe rtu ra s
c)
Cabinetes
20 t rocas de ar po r minu to. Pelo menos 500 fpm de ve locidade nas aberturas de operação ,
asquai\
devem possuir anteparos.
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
243
3.500
,1 ft M1NIMA
~
ENTRADAS DE AR
OM ANTEPAROS
- 1- ~,
~~~~
- AO COLETOR
DE p6
\.U
~RELHA NO PISO
-.11
Flg. 11.52 Ventilação de local de jatea-
menlo de areia (ACGlH).
ORTE TlplCO
11.3.25 Bancada de trabalho com captor de Cenda
Q =
50 a 100 cfm por pé quadrado de superfície da mesa.
V4 =
2.500 a 3.000 na ent rada
Per4ana entrada
vz VZ
~. = 1,78~ +0,25~
(4.oo5? (4.005)2
A vazão
Q
pode t ambém ser calculada na base de d ilu iç ão do ambi en te, ca so haj a in formação a re spe it o.
Velocidade máxima no plenum = 0,5 VI,nda
V.l oc ldade no f endo
=~
~-~: o- ---=- nu -
~
~-- -- ~ ===0- :
.
. .. 1 1. 53 Ba ncad a d e t ra bal ho com cap to r d e f enda (ACGlQ) .
11.3.26 Enchimento de barris
AsFigs. 11.54
, B,
C e D) i nd icam sol uções ado tadas para ench imen to de bar ri s.
I) rregamento manual
Largura da correia
(polegadas)
Frente
Cauda
Total
Até 6, inclusive
440
350
790
6-9 550
350
.900
9-14 800 440 1.240
Acima de 14
1.100
550
1.650
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244 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
,\AFASTANENTO PEQUENO
,'-
'\
~
.-
1\1
L:0,,:-
Q
=
100cfrn/pé2de topo do barril (mín).
V4 =
3.500 fpm (mínimo).
VZ
~
11 = 178. ~ + O25 ..-
P. , (4.005)2 ' (4.005)2
b) Captor tronco-piramidal de 45
Q = 150cfrn/pé2de área aberta.
V4 = 3.500fpm(mínimo)
~
I1p = 0,25
-
.
(4.005)2
c) Alimentador em mangote flex vel
ALINENTADOR
jI
DUTO DE
4 mln dia
45°
~ m ,~ ,,'
g
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
= 50 cfm X diâm. do t ambor (ft ) para tampa pesada,
= 150 cfm x diâm. do tambor (ft) para tampa solta.
~
A
p
= 0.25 -
.
(4.005)2
Q
~ Alimentador c6nico
Flg. 1I.54a
§
Flg. 11.5411
Q
= 300
- 400cfm.
V4 = 3.500 fpm (mínimo)
~
A
p
= 0,25
-
.
(4.005)2
U.3.27 Trabalho em granito e mármore
Z45
(
(
(
( J
,
.
,~
Usa-se um duto f lexí vel ar ti culado a um captor com aber tura de 20 em x 7,5 em, dotado de fl ange.
Afenamenta de corte ou polimento v ficar no máximo a 25em do captor (Fig. 11.55).
Flg. 1I.54b
Q = 400cfm(mínimo)
V4
= 3.500 a 4.000 fpm.
Conlrapeso
EXAUSTÃa
: ,,, ~
Duto flexivel
411
diõmetro interno
de borracho ou metálico
esferico
t
:~Aberturo de 3 1 Si com
flange de melal I
11.3.28 Fundição em moldes
o captor se assemelha a uma coifa colocada na posição vertical.
Flg. 1I.54c
Q = 200 a 300 efm por pé linear de f rent e do captor.
Flg. 11.55 Ferramental ma-
nu al p ne umát ico . T ra ba lh o (
em granito (ACGlH).
{
~
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Para captor sem flange: Q
=
200 ( 10 x '- + á rea do c ap to r).
No caso de captor com flange, pode-se reduzir Q de 25%.
Vd
= 2.000 fpm.
246
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
li
:;Iil'
~
t:.p = 0,25 . (4.005 )2
Para captor com fendas,
2
VI ~
t:.p = 1,78- + 0,25-
(4.005)2 (4.005)2
. Correio
Fig. 11.56 Fundição. Lançamento de metal fundente. Captores pequenos (ACO H).
11.3.29 Ensacamento
Durante a operação de ensacamento e pesagem, ocorre normalmente uma emissão de poeira parao
meio ambiente. Deve-se adaptar um captor à boca de saída do silo que contém o material pulverulento.
É o que mostra a Fig. 11.57.
CAPTOR ADAPTADO AO SILO
SUPORTE DABALANÇA
Flg. 11.57 Ensacamento (ACGIH).
~
~'
,..~~
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
247
Q = 400 a 500 cfm, p '\ ra poe iras não-tóxicas .
Q = 1.000 a 1.500 cfm, para poeiras tóxicas .
Velocidade no duto: Vd = 3.500 fp.m (mínimo).
V;
Perdadeentrada:t:.p,
=
0,25
-
(4.005)2
11.3.30 Politriz vertical
Tabela 11.13 Vazão para duto de politriz
Diâmetrodo disco Diâmetrodo duto Vazão (cIm)
até 20
de 20 a 30
de 30 a 53
de 53 a 72
900
1.600
3.500
6.300
6
8
12
16
Velocidades mínimas no duto:
- ramal: 4.500 fpm
- tronco:3.500fpm
Velocidade mínima na fenda = 2.000 fpm
. V l V3
perdadeentrada:t:.p, = 1,0~ +0,5' ~
(4.005)2 (4.005)2
~ ~:
.Junto paro movimento
lon9itudinal e dorotoc;Oo
}
Supa rfes
ortado pora
envolver O
braço do poli ri z
~ Utilize abas de lona ou
borracho paro circundar o
disco
o maispara baixo
poss{vel.
Fig. 11.58 Politriz vertical.
11.3.31 Caixa para operação commaterial radioativo ou de elevada toxicidade
Q = 50 c fm por pé quadrado de á re a de porta aber ta e 0 ,25 de pr ess ão es tá ti ca em si st emas fe chado s.
Perdadeentrada:t:.p' =
O50 ~
. ,
(4.005)2
~r
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'
,,,i
1
1
,
1
,
1
li
.:1
,
1
'
,
1,
,,'1
IUi,:
'
1
1'
Il
,
:
í.
I
'
I
'
,
~
,
,
1',1'
I>
248
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Velocidade no duto:
V4 =
2.000 a 4.000 fpm.
Filtros:
1. Fil tros de ent rada, I )as por tas.
2. F ilt ro p rimá ri o na en tr ada do dut o de exaustão.
3. Fil tro ou equipamento de t ra tamento dos gases exaur idos .
Tudo quanto for necessário ao-manuseio deverá ser previamente colocado na caixa .
Para equipamento de
t ra tamentQ do ar
Flg. 11.59 Caixa para operação
commaterial radioativo ou deeleva.
da toxicidade (ACGIH).
11.3.32 Captor para fogão, de parede
Q
=
200 c fmlpé l inear de compr imen to da mesa de coziment o ( 200
. L
cfm.
V4 =
1.000 a 4.000 fpm.
~
6.p, = Perdanof iltro+0,25
(4.005)2
20 mínimo
Frente e l at er ai s pOdem se r
removidos pora ret irado dos
filtros.
---r
I
Altura de
montagem do filtro
~
l
FO G Ã O
Flg. 11.60 Captor para fogão de parede (ACG1H).
~~, ., , ., -, -. . ,-
'~
249
(
(
(
(
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
:.fUtros:
=
2 cfm por pol. quadrada de área de filtro.
.Altura dos f il tros acima da bancada do fogão:
25 pés pa ra cozimento s em chama expos ta ,
4:5 pés para carvão e s imilares ,
3 ,5 pés para fogão a gás (chama exposta).
r io Capo 12 t ra ta remos dos t ipos de f il tr o ma is u sados as sociados a cap to res par a fogão .
11.3.33 Captor de cozinhatipo contra a parede
Q
=
80 cfm por pé quadrado de área do captor, isto é, 80 W. L (Fig. 11.61).
Qnão deve ser inferior a 50cfm por péq.uadradoda área de face docaptor, istoé.
Q~50 P H
~ndo
P
o per ímet ro externo do captor
P
=
2W
+
L
V4
=
1.000 a 4.000 fpm.
Ap, = 0,25 (correspondenteaofiltro)+ 0,5~
(4.005)2
,Distância de 6' entrecentros
poro coptores graodes
Aconselhável
f il tros p/ gordura
~' L
r-r-T-,--r-r-T-T-'-'
r-r-T-~-~--~-r-+-+-~
L- L_-J- - J.. ._1.- -- L -.L - -.1-- L J
FOGÃO
Flg. 11.61 Captor de cozinha.
tipo contra a parede .
11.3.34 Captor de cozinha tipo i lha
Q = 125cfmpor pé quadrado de área docaptor, istoé,
Q = 125. W L
Q não deve ser inferior a 50cfrnpor pé quadrado de área da face docaptor.
Q ~ 50 . P . H sendo P o perímetro
P = 2W + 2L
V4 = 1.000 a 4.000 fprn.
. ~
Ap,= 0,25 (correspondenteaofiltro)+0,5 .-
(4.00W
--'--I--~
~
_- .....
- -,-.,. I I -
,
I L ::.
- - - r- T I- -1--r
C-T-' , '_L, , L
J .
'-LJ_,nr
L __n - I- 1--- ~ w o ~
LU_l_, L, 1 . ji 0 0
~ l - 0 00;0<
O
o lo ro l d o
1 FOGÃO
. \
(
Flg. 11.62 Captor de
cozinha, t ipo j lha . l
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 133/210
1
1
I::
fií I
,
250
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
11.3.35 Forno cadinho basculante
Q =
200.L W
Q
200cfmpor pé quadradode áreaabertatotalcomas portas abertas.
~
t:.p,
= 0,25 (4.005)2
Vd = 1.000a 3.500 fpm.
Para trechos horizontais, adotar Vd = 3.500 fpm.
PORTAS DESLIZANTES COM
CONTRAPESO OU MOLAS EM
FRENTE ou ATRAS, SE
NECESSÁRIO
w
FORNO
A PORTA DEVERÁ ESTENDER
SE PARA BAIXO DO FORNO ,
SE POSSíVEL
I I
\ 11
~, I I
I I - I
II /9\ II
I I
r\ \ II
l/r--,\' 1
1
I I
/--- I
I
/
Lr---\~\ I
/ \
,
PAINEIS
LATERAIS
FIXOS
Flg . 11.63 Fomo dinho
basculante (ACGlH).
11.3.36 Torno mecânico operando commateriais de elevada toxicidade
Q
= 300cfm por pé quadrado de área livre.
Vd = 3.500 fpm (mínimo)
~
Â
p
= 0,50-
, (4.005Y
Flg. 11.64 Torn o mecâ nico ope '
r ando com mater i a is de e levada tO'
xieidade (ACGIH).
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
251
Coletar de l imalhas e aparas (opcional ):
~
Ap, = 1,50 (4.005)Z
11.3.37 Grandes cabines de pintura
;f I
l{bd
w
~~~
~~~IH
~~~
III
Fig. 11.65 Grandes cabines de
pintura (ACGIH).
0 )
( b)
l. caso: Anteparos múltiplos ou filtros (Fig. 11.65A).
B = 0.75' D
Área do f il tro ou anteparo = 0,75
W. H
2 caso:Anteparosinclinados
(Fig.11.65
B).
E
= D + 6
Área do anteparo = 0,40
W
.
H
Dados para o p ro je to da cabi ne dep in tu ra com spray.
Podem ser usadas quaisquer combinações de conexões de dutos e anteparos . Cabines grandes e compr idas
dispensamos anteparos . Para proje to de cor tina d 'água, consult em-se os fabri cantes . Levar em consideração
osriscosde explosão (motor antifaísca). Em caso de pintura eletrostática, o sistema deverá desligar-se automati-
camentesefa lhar o t ransport ador , o venti lador ou a l igação à ter ra .
I)Operador dentro da cabine
W = Espaço de trabalho + 6 pés
H = Espaço de trabalho + 3 pés
(mínimo = 7 pés)
C = Espaço de trabalho + 6 pés
Q
= 100 cfm por pé2 de seção t ransversal da cabine.
Pode- se adota r 75 c fm/pé2 pa ra cabin es mui to g randes e pr ofunda s. O operador pode rá t er n ec ess id ade de
Iquipamento de respiração de tipo aprovado.
An
~ ~
... ,= 1,78. - +0,5 - ,sehouveranteparos
(4.005)2 (4.005)Z
~
t:.pmlr. + 0,5
-
,se houver filtros
(4.005)2
Vd
= 1.000 a 2.000 fpm
~~
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I~ f,1
t : ~ f
I, 11
II( ,[
I , i \
, 'I
ill
I ',i[i
111.
il
l d~t
ZSZ
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
b)
Operador fora da cabine
W = Espaçode trabalho+ 2 pés;
H =
Espaço detrabalho + 2 pés;
C = 0,75x maiordimensãorontal;
Q
=
100 a 150 c fm po r p é2 d e área ab er ta incluindo abe rturas pa ra o t ran spor tador .
Observações
a ) O operador d ev e us ar másca ra s.
b) Os an tep aros v is am apena s a uma melho r d is tr ibu içã o de a r n a ca bine.
c ) Pod em vi r a s er n ec ess ár ios f il tros ou out ros di spo si ti vos p ara a pur if icaç ão do a r qu e sa i d a c abine .
11.3.38 Grandes cabInes de pintura a pistola
;r,:
11.3.39 Pintura de veículos
Exi st em c abine s de p intura d e grand e compr imento em rel aç ão à l argu ra We à al tura H (Fig. 11.66).
, /.- Bo lonlodO
~ no piso porIa
l1li
w
iltros p ro
pinluro na porto
Bolon lo da por Ia
no p i so
PLANTA
DoscorQa Vortical
~~~
H
ELEVAÇÃO
Flg. 11.66 Grandes cabines para pinturas a pistola (ACGlH).
11
.
Q
50 cfm por p é qu ad ra do d e se çã o t ra ns ve rsa l (qu ando W
.
H for maior que 150pés~.
~
õ P = 0,50 - + Perdadecarganos f ilt rosquandosujos.
(4.005)2
Vd
= 1.000 a 3.000 fpm.
Fi lt ros de a r, na ba se d e 275 cfmlpé 2 d e f il tro.
Filtros de tinta (pigmento). Considerar a combustibilidade.
Cons ul tar o fabr ica nt e qu an to à d imen sã o e quant ida de a us ar .
PLANTA
DOO
CDC
DOO
ELEVAÇÃO
118.11.67Cabine para pintura de veículos (ACGIH).
Q
w
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
ZS3~
(
( \
(
--
Ao vontilador
(~.> r-Allernaliva para
,., dulo do o<ausl40
I '
=
100 cfm por pé quadrado de seção transversal .
~ .
Ap,= 0,50 ..- + PerdadecarganosfiltrosquandosUJos.
(4.005)2
Vd
=
1 .000 a 3 .000 fpm.
AR
) I \
FILTRADO
PLENUM
L
GRACE
NO PISO
~-~ -~--t-r--~---~--JLJ
. . . o. .
A. . o
Fillras paro linlo ou
anloporos
AREA : 0,4 W.H
E: QJcur o+6
Flg. 1 1.68 Cab in e d e pintura com
cortina d'água.
'-
~
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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f
[,
i
254 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Filtros de ar dimensionados para 275 cfm por pé quadrado de filtro.
Filtros de tinta. Observar a combustibilidade. Consultar os fabricantes quanto a número e tamanho.
A Fig. 11 .68 most ra out ra so lução para a vent il ação de cabines de p intura. O ar é insu flado do t t
por aerofusosou frestasem umplenum. O piso é constituídopor uma grade de aço colocada im do
uma camada de água. e
Existem lateralmente duas paredes falsas formando plenuns com as paredes de a lvenaria, e ao lon
dos quais o ar sobe até o duto que o conduzirá ao equipamento de tratamento. go
11.3.40 Forno de secagem
- Forno de secagem tipo fenda .
Fig . 11.69 Forno de secagem t ipo fenda
(ACGIH),
Q
= 100éfmpor pé quadrado deporta mais
lf2
dos produtos de combustão.
v; ~
ó p = 1,0- +0,25-
, (4.005)2 (4.005Y
Vd = 1.000a3.000fpm.
Dimensi onar o plenum para 500 fpm (máximo).
Abe rtu ras nos tr ês la dos do c apt or.
Colocar o captor o mai s baixo p 0ss ível .
- Forno de secagem tipo cOlfa .
enda paro transportador
stendero m is baixo possível
Se possíve l
anteparos laterais
Fig. 11.70 Fomo de secagem tipo coifa (ACGIH).
1f1..
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
255
Q
200 c fm por pé quadr ado de f ac e do c ap to r mais 112dos pr odu to s de combust ão,
v;
Ap = 0,25 (4.005)2
Vd
= 1.000 a 3.000fpm.
Notas:
1 . Pa ra se cadore s, in clu ir o vo lume de vapo r d água evapo rado.
2 . Para solventes inf lamáveis , tomar as devidas precauções.
3. Captores em cada lado do forno. Reduzir ao máximo o tamanho das portas.
11.4 VAZÁO A CONSIDERAR EM CAPTORES
11.4.1Método moderno para determinação de vazão a ser considerada em captores convencionais
Supõe o conhec imen to da quant id ade de gás , v apo r ou névoa f ormada.
a ) Det ermina -se , p ela Tabela 2 .1, o TLV cor re spondente ao pr odu to evapor ado .
b) Pela Tabela 11.14 determina-se o
Risco Potencial
de acordo com o número de ppm ou de mgfm3
formados. O risco potencial é classificado em A, B, C ou D.
c) A Tabela 11.15 fornece o
lndice de evolução
do gás, vapor ou névoa, de acordo com a temperatura
em que se encontra o lfquido. O índice de evolução pode ser I, 2, 3 ou 4.
d) A velocidade m{nima de controle é dada na s Tabel as 11 .16 e 11.17, d e a cor do com val ore s comb inados
do r isco potencial e do índice de evolução.
e ) A Tabela 11.18 permi te , en tr ando-s e com a ve loc id ade de con tro le e a r azão dese ja da
WfL
achar-se
a vazão Q em cfm por pé quadrado de área do captor.
Tabela 11.14 Determinação do r isco potencial
Valores para condições de higiene TLV
Tabela 11.15 Dete rminaç ão do índic e r ef ere nt e à evo luç ão do gás , vapor ou névoa
fndice
-
I
2
3
4
--
Temperatura do
líquido
F
Graus abaixo do
onto de ebulição
F
0-20
31-50
51-100
Acima de 100
Tempo para
evaporação total
Rápido (0-3 horas)
Médio (3-12 horas)
Lento (12-50horas)
Desprezível (acima de 50horas)
Acima de200
150-200
94-149
Abaixo de 94
êt
Risco
potencial Gás e vapor
Névoa
Ponto de fulgor
A 0- 10 ppm 0-0,1 mglm3B
11-100 ppm
0,11-1,0 mglm3
Abaixo de lOO F
C
101.500 ppm
1,1-10 mglm3
loo.200 F
D
acima de 500 ppm
acima de 10mglm3
Acima de200 F
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li
I
~
I
I
'
r : ;111
I
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,; 111:
I. :'
: J:I
256
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
m(
'
li
'
ii
li.
Tabela 11 .16 Veloci dade mín ima de contr ole em pé s/min r locais
sem cor rentes l at erai s com captores l at erai s
(
~PLO 11.8
Suponhamos um t anque de c romagem com 1 ,83 m x 0 ,76 m, i ns ta la do em r ec in to, af as ta do das par edes,
(
tn3S com uma placa def le tora a trás .
.) Captor
Usemos o captor lateral ao longo do lado de 1,83 m:
w
= 0,76m = 2,5 ft
L = 1,83m = 6,Oft
W 2 5
-
= - = 0,42
L 6 0
b)
Produto:
Ácido crômico.
Na Tabela 2 .1 obt emos TLV = 0,1 mglm3.
Risco potencial: Pela Tabela 11.14, com TLV = 0,1 mglm3,obtemos risco An.
fndice de evolução:
1,pela Tabela 11.15.
Velocidade de controle: Pela Tabela 11.16 vemos que, para Classe A-I e captor lateral , a velocidade\
de controle é de 150 fpm. Vemos também, na últ ima coluna da Tabela 11.17, que o captor t ipo coifa
nos casos A-I e A-2 não deve ser usado.
Vazão de exaustão. tr at a-s e de c apt or la ter al is ola do, pa ral el o ao la do maio r do ta nque . Para vcap ' = 150
W
cfm e - = 0,42, temos Q = 225cfrnlsq.ft.
L
Vazão mínima de exaustão = Q x W x L
=
=
225 x 2,5 x 6,0 = 3.375 cfm.
c)
Projeto do captor:
Veloçidade de entrada no rasgo do captor.
Adotemos
v
= 2.000 fpm .
Q 3.375
ÁreadorasgoA =
-
=
-
= 1,69sq.ft
v 2.000
A
Altura do rasgo, 5 =
1,69sq.ft = 3,375
6ft
i;l:I.
L
Largura (na hor izonta l) do plenum a tr ás da aber tu ra 5 .
É igual a 25 = 3,375 = 6,75
.
Q 3.375
Areadoduto - = - = 1,35q.ft
Vd 2.500
Um duto de 16 tem uma área
A
= 1,396 sq.ft . Podemos adotá-Io.
Veloc idade cor rigida , no duto de 16 de diâmetro.
Q 3.375
vele = # = 1,396
2.420fpm
,r
lij., ~,
Tabe la 11 .17 Velocid ade mín ima de cont ro le ( fpm)
Tabela 11.18 Captor de exaustão lateral. Vazão em cfm por pé quadrado de área de tanque
Velocidade de controle Q em cfmlsq. ft para manter velocidades mínimas de controle requeridas, para asseguintes
mínima necessária relações
W
(
largura do tanque
)
fpm)
L
comprimento do tanque
(Tabela 11.17) 0,0-0,09 0,1-0,24 0,25-0,49 1,0-2,0
Cap to r ao l ongo de um lado ou do is la do s para le lo s do ta nque. quando um dos c apt ore s es ti ve r junto a uma pa rede
ou anteparo deOetor
Cap tor d e um l ado ou doi s l ados para le lo s de um t anque i so lado, is to é, que não es te ja enco sta do a uma par ede OU
anteparo
dot r wn como largura do tanque quando o ubarriletc de aspiração se encontrar ao longo da linha média do tanque ou oos or os
laterais paralelos do tanque
Perda de carga no captor J. . É a soma da perda de ent rada do rasgo Jr .sgocom a perda de ent rada \
no duto Jdu'oe com a perda devida à comunicação de aceleração ao fluido no duto. ,
~ \-1 \-1
JcaPlor = 1,78 - + 0,25 - + 1,0 -
(4.005)2 (4.005)2 (4.005)2
(2.OOOj2 (2.420)2 (2.420)2
= 1,78x -
+0,25 - +1,0 - =
(4.005)2 (4.005)2 (4.005)2
...
,.
~,
Risco índice de
Velocidade
Operação
Contaminante
potencial evolução
(pés/min)
Anodização de alumínio
Ácidos crômico e sulfúrico
A
1
150
Eletrodeposição Ácido crômico A
1
150
Cianeto
C 2
75
Limpeza
Névoa alcalina C
1
100
Água
Vapor
D
2
50
Fervente D
1
75
Remoção depelíc ula de cob re Névoas al ca li nas
Cianeto C
2
75
Remoção de película de níquel
Óxido nítrico
A 1
150
Decapagem de aço
Ácido clorídrico A 2
150
Ácido sulfúrico B
1
100
Banhos em solução de sais
Vapor d'água
D 2
50
- Quente
- Fervente
D 1
75
Banho em sais fundidos Névoa alcalina C 1 100
Captor enclausurante
Captor tipo coifa
Classe
Captor
(ver Tabelas
Um lado
Dois lados lateral
Três lados
Quatro lados
11.13 e 11.14) aberto
abertos
(ver Tabela 11.16)
abertos
abertos
A-l,A-2
100
150
150 Não use
Não use
A-3,B-l
175
B-2eC-I
75
100
100
125
Não use paraA.)
B-3, C-2 e D.l 65
90
75 100
150
A.4, C-3 e D-2
50
75
50 75
124
Não use para
A-4
50 rpm
50crm
60crm
75 90
100
75fpm
75cfm
90cfm
110 130
150
100rpm
100cfm
125 cfm 150
175
200
150fpm
150 crm 190 cfm
225 260
300
50
75
90 100 110
125
75
110
130
150 170
190
100
150
175 200 225
250
150
225
260
300 340
375
-
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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\
li,.
)
260
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
'
:
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N
..
N
a
.
..
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E
°
l
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..
N
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o
8
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°
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N
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'
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o
Q.
11
'
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'
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~
.
XI
O
o
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oc.
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..
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O
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...
<>o
..
C
..
~
Q,
u
~
..
...
..;
...
..
ro:
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
261 \
Podemos
usar
u ma f en da com 1 7 cm o u d ua sf en da sd e 8 , 5 cm d e largu ra
cada uma (embora, sob
oponto de vista d e perda de c arga na e ntrada, não s ejam rigorosamente equivalentes). (
Para
o dimensionamento do restante da coifa, podemos nos orientar pelas Figs. 11.26e 11.29.
b) Captor de coi fo central conopy hood
Trat a- se d a c oi fa indi ca da n a F ig . 1 1.72 p elo número CD.
o I
O,4 ID:0
36m
}
O'90m
T::l :1. d 'o,,,.
-~
í(\''',,''~//////.
,
F lg . 11 .7 3 Captor d e ca if a c en tr al canopy
hood .
Pela F ig . 11 .7 3, v emos que
a
a
= 1,20+ 2(0,4x D = 1,20+ (0,4x 0,90) = 1,92m
= 6,30ft
b
= 2,40 + 2 ( 0,4 x 0,90) = 3,12 m = 10, 2 3 ft
Perfmetro
do tanque
P
D
= 2 (1,20 m + 2,40m) .. 7,2 m .. 23,6 f t
= 0,90.. 3f t
Velocidade de captação. Adotemos V = 1 40 f pm .
V az ão n a c oi fa .e n o d ut o
k i
ver item 11.2.10) quando não há vedação lateral .
Q2
= 1,4'
p. D
.
V
Q2
= 1,4x 23,6x 3x 140= 13.860fm
Didmetro do duto k-i
Adotemos, para velocidade no duto,
V
= 2.000 fpm
~
Q ~4 x 13.860
..
- = = 2,97ft= 0,905m
'Ir V ' Ir X 2.000
t)Captor circular G> ver Fig. 11.8) colocado a 0 ,16 m (0,526 f i) da fonte de contaminante. A vazão a (
lercaptada é de 0,320 m3 s 677 cfm). \.
Velocidade de captação. Adotemos:V. = 1m(s(.. 200fpm).
Vimosque (fórmula11.12)avazãonessetipo de captor é dada por (
Q =
(1Ox2+ S) .
v.
Ponanto,
,
(
677
..
(10 x 0,52@ + S) x 200
~j
,
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.
262
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Donde,
S
= 0,62sq.ft é a área daseção transversal dotubo.
Diâme tr o do tubo captor no t re cho i -f
(4S ~4
x 0,975
= Y-; = Tr = 0,89ft = 0,27m 10
Adotemos duto de 10 de diâmetro = 0,254 m
Velocidade no duto captor, trecho l-f:
v=R.-
Trd -
4
0,320
- = 6,3m/s = 379m/min= 1.242fpm
7T
x 0,2542
4
d) Captor para uma bancada de trabalho de limpeza de fundição G:>
Dis tãnc ia ao ponto de formação do contaminante
x
= 0,15m = 0,492ft
o tipo decaptor é o cônico, estudado no item 11.2.7.
Vazão Q = 500cfm.
Velocidade de captura: v, = 200 fpm = 61m /min 1m /s.
Podemos determinar a área
A
da seção do coletor pela fórmula 11.13.
Q = 0,75(lOr + S) v,
500 = 0,75 (10 x 0,4922+ S) x 200
= 150 (10 x 0,4922+ S)
137 = 150.
S
S
= 0,913 sq. ft = 0,085m2
MasS=a.b
A la rgura ú ti l d a mesa sendo b = 0 ,90 m, a al tu ra a do captor será de 0,094 m.
e)
Banho de chumbo e antimônio
@
Usa remos coif a convenc iona l c omum. Ver it em 11 .2 .7 e F ig s. 11.19 e 11.24 .
O tanque mede 0,90 x 0,60 m, ou seja, aproximadamente 3 x 2 fi. Temperatura dos metais fundidos
tI
= 980 F.Temperaturaambientet. = 77 F.
Apl iquemos a f órmul a 11 .19 para ob termos a vazão
QI = 5,4
S-</h (~t)I.2S
h = altura da superfíciesuperior dobanho acima do pisoé igual a 4 pés.
t = 980
-
77 = 903 F
S =3X2=6f.és2I = 5,4 x 6..v4 903)1,25= 876cfm
Vazão no dUtodo captor
Q2 = 1,20X QI =
1.044 cfm
Diâmetro
Consi de rando a vel oc idade no du to de 2.000 fpm, te remos
~If
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA 263
1.044 = O,52sq.ft
S = 2.000
~4 x 0,52= 0,8136ft
= 7T
= 9,76 10
~,) Diâmetros eperdas de carga
Calculemos os diâmetros e as perdas de carga correspondentes.
I) Trecho a-c]-b
Q
= 5.6oocfm
Consi de remos a velo cid ade, no dut o, d e 2 .300 fpm. Na F ig . 9 .4 a, e nt ra ndo com est es va lo res , obte remos
odiâmetro
d
= 21 e uma perda de carga
~p
= 0, 3 de H20 por 100 pés de duto.
O comprimen to re al do tr echo
a-b
é
l..b = 2,00+ 6 ,50 = 8,50m = 27,88pés
Compr imen to equiv ale nte à curva CI.
Suponhamos curva com R
=
1,5 d. Na Tabela 9.7, vemos que o comprimento equivalente para curva
com
d = 21 é de aproximadamen te 48 pés .
leq = 48 p és
O compr imento total
I,
=
I..b
+ 1 1
= 27,88 + 48 = 75,88 pés
Apdu .
= 0,3 /100pés x 75 ,88 pés = 0,23 H20.
Para ent ra r nocaptor é despend ida uma parce la de energ ia que é obt ida graças a uma rarefação que
deveráser provocada pelo venti lador. Vimos pela fórmula 11.24 que essa perda de carga na entrada para
I
d
d
(
VdU
)
° 5
(
Vdu ,
)
captoratera é a a empo\. colunad águapor~p, = 1,78 - +,2 -
4.005 4.005
Temos então:
(
2.300
) (
2.300
)
Ap,
= 1,78
- + 0,25
-
= 0,58 +0,08 = ~p, = 0,68 H20
4.005 4.005
Logo,a perda total ent re a e b será:
~P<OPt. ~Pd. = 0,68 + 0,23 = 0,91 H20
b) Trecho b-c-h
Vazão : 5 .600 + 5 .600 = 11.200 cfm.
Admitindo uma perda de carga percentual de 0,3 po\. HzÚ/100 pés de duto, e entrando no gráfico
daFig. 9.4a com Q = 11.200, obtemos
- diâmetro:aproximadamente28
- v el oc id ad e: 2 .7 00 p és/mi no
Calculemos a perda de c arga no tr echo b-c-h.
Trechoreto real
lb.b = 7,75m = 25,42pés
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:1,
11
j
'
i~I :iri i
lil
I
111
M
i
]ií I
Uli
264
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Comprimento equivalente
Curva C1com R
= 1,5' d d = 28 = 2,33 pés
Na Tabela 9 .7 , e int erpolando, achamos
leq
= ,68pés
Comprimento total
Soma do compr imento rea l com o equivalente
I
= Ib.h + le~ = 25,42+ 68,00 = 93,41pés
Perdas de cargas
Admitimos uma perda de carga de 0,3 pol. H10 para cada 100 ft de duto.
P er da n o d uto
de
b
a
h
t: J.Pdu,o= 0,3 x (93,42 + 100 ) = 0,280 HzO
De
a
até
h
t emos uma per da de car ga igual à soma da perda en tre
a
e
b
e entre
b
e
h
ou seja:
t:J.P..h= 0,910 + 0,280 = 1,190 H10
Na junção em b deve remos fa ze r o ala rg amen to do dut o, d e 21 pa ra 28 .
Temos que ca lc ula r as per da s de c ar ga ent re
d
e
h
e entre
k
e
h
e ver if icar qua l é a maior , e compararmos
com a per da ent re a e h a f im de adotarmos o valor maior na escolha do venti lador.
c) Trecho dof
J á haví amos a chado di âmet ro de 10 ; VI = 2.000 fpm.
Coifa comum de parede
Pe rda de c ar ga na en tr ada t:J.p = 0,25.h'ldu'o)(ver i tens 11.2.10 e 11.3.32).
Pela fórmula 9.6 , t emos para a pressão dinâmica, considerando VI = 2 .000 fpm:
h
(
Vdulo
) (
2.000
)
,ldulO)=
- = - = 0,249 HzO
4.005 4.005
d) Trechos retos do duto de d a f
lreal= 2,00+ 2,50+ 2,00 = 6,50m = 21,32pés
D id met ro do d ut o no t rec ho do f
Ent rando no grá fi co da Fig. 9 .4a com os valores da vazão Q = 1.044 cfm e velocidade V =2.000
fpm, obtemos o diâmetr o de tO e uma perda de ca rga uni tár ia igual a 0,6 po l. de H10 /1oo pé s de dut o.
Curvas C3 e C4
Na tabel a 9 .7 vemos que , para uma curva de diâme tro d i gual a 10 com raio igual a 1 ,5 vezeso
diâmetro, o comprimento equivalente é igual a 20pés deduto de 10 .
Portanto, para as duas curvas iguais C3e C4,teremos um comprimento equivalente igual a
l equ;, a' en ,ee 'U = 2 x 20 = 40pés dedut o de10 .
Comprimento total
I
= id., + le~= 21,32 + 40,00 = 61,32pés
265 (
(
pe dano duto de d a f. Uti li zando a F ig . 9 .4a, j á hav íamos obt ido o valor de 0 ,6 po1 .H20/100 pés , de (
lJIodoue a perda total será: .
I
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
Ap~uto = 0,6 x (61,32 + 100) = 0,368 H20
c) re hoI-g
Neste trecho, a vazão é igual a 1.044 + 677 = 1.721cfm.
Admit indo uma velocidade de 2.200 cfm neste trecho, obtemos, no gráfico da Fig. 9.4a, uma perda
uni tá ri a igual a
Ap
= 0,6 /100pés
Comprimento real: I . = 3 m = 3 x 3,28 = 9,84 pés
Perda de carga: t:J.p .= 9,84 x (0,6 +100) = 0,056 HzO
\
Q
re hog-i
Vazãono trecho igual a 1.721 + 500 = 2.221 cfm.
Com velocidade = 2 .200 fpm e Q = 2.221,obtemos, na Fig. 9.4, a perda de carga igual a
\
Ap = 0,5 /100 pés
Comprimentoeal:
i 4 =
1 m = I x 3,28 = 3,28pés
Perda de carga: t:J.P ./= 3,28 x (0,5 + 100) = 0,016 H20
11
Tr echo k-i da coifa central à junção
i
Diâmetro: 30
Vazão: 13.800 cfm
Velocidade: 2.800 fpm
àp
= 0,3 pol .l l00 pés
Comprimento real I = 2,00 + 3,00 = 5,00 m = 16,4 p és
Curva 90 (Tabela Fig. 9,13) R = 1,5' d
O comprimento leqpara d
= 30 e R = 1,5. d é iguala74pés
~0h1= 16,4+ 74,0 = 90,4 pés
Perdade carga:
611.
= 90,4x (0,3
+ 100)
= 0,271
Perda de carga na ent rada da coi fa t ipo ilha ( it em 11.3.34)
, ~
(
2.800
)
. 6 11 ,
= 0,5- = 0,5x - = 0,244
(4.005)2 4.0052
Junç ão de tubo de 30 em t ubo de 32 , no pon to i
(
2 800
)
6I1j...çjo K.h = 0,18x ~ = 0,088
4.005
Perda de carga de k até i:
ÓPt4 =
t:J.p
+ t:J.PI + t:J.Pjunçjo 0,244 + 0,271 + 0,088 = 0,603 HzO
I
re ho-h
l
( I
Vazãono tre cho, igua l a 2 .221 + 13.860 = 16.081 c fm.
~J
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J'
~
lul
,~
~~
166. VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Na F ig. 9.4b , e nt ran~o com Q = 16.081 e v = 2 .850 , ob temos uma pe rd a ap roximada d e l1p = 0,3 /l~
pés e um diâmetro de 32 .
Comprimento real: I/.h = 4 m =
4 x 3,28 = 13,12 pés
Perda de carga : l1p/.h = 13,12 x (0,3 + 100)
= 0,039 10.
i) Concord t1nc ia do t re cho i .h com o duto b. h
Fator de p erda d e ca rg a K = 0,18, para ângulo de inserção igual;i 30 .
Vemos na Tabela da Fig. 9.9 que, para uma junção com ângulo a = 30 ,O fator
K
de perda de
c rg
é igu al a 0,18 .
K
= 0,18
A pre ss ão d in ãmic a c or re spondente à ve lo cidad e d e 2.850 fpm do du to i.h será
(
V
) (
2.850
)
h.
=
- = - = 0,506
4.005 4.005
3000 I pm .
Y. 2850 tpm
vz
F lg . 1 1. 74 J un çã o em a la rg am en to n o p on to h. F lg . 11 .7 5 J un çã o em a la rg am en to n o p on to L
A pe rd a d e c arga na jun çã o com a la rg amen to do t re cho ret il íne o se rá :
l1PjunçJo K. h. = 0,18x 0,506= 0,091 10
Como se vê, a per da na peça é mui to pequena.
j)
Trecho h-n
Diâmetro = 40
Pode.mosadotar uma velocidade maior:
velocidade = 3.000 fpm
l1p = ' 0,25 /100 f t
Comprimentoreallh.. = 5,00+ 3,00+ 0,50 = 8,50m = 27,88pés
Comprimento equivalente
Curvas (Cs e
C,).
Tabela da Fig. 9.13. Adotemos
R
= 2,5' d
leq = 59pés
2curvas: leq= 2 x 59 = 118pés
Perda de carga total :
l1Ph..
= 0 ,25 /100 f tx (27,88 + 118 ) = 0,36 10
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
'167
~ Lavador de gases
Dependendo do t ipo, pode provocar uma perda de 0,25 a 1 10 . Admitamos que a perda seja de
1'111°.
.pIando,= I 10
6Tr ec ho do l av ad or a o v en ti la do r - trecho o-p
.Adotemos o diâmetro de 36 (3pés) e uma redução para entrada no ventilador, se necessário.
A velocidade de escoamento será
v = -R... - 27.281
1T/
-
(1T: 32) 2.859fpm
Comprimento real
I, = 1,20+ 4,00+ 0,80 = 6,00m = 19,68pés
Noráficoda Fig.9.4b,comQ = 27.281e d = 36 ,achamos
lAp = 0,42 /100pés
Comprimento vir tual ou equivalente
, Curva s Ca e C9. Tabela 9.12. R = 2,0
d.
le, = 64pés para cadacurva de36 de diâmetro
I
= para asduascu rvas .= 128pés
PtnIa de carga total no trecho o-p
âJI..p = (0,42
+ 100) x (19,68 + 128) = 0,62 20
a)
Perdana
h miné
Adotemos pa ra d iâmet ro do duto d e e xpul sã o d e ar a p ar ti r do v ent il ado r
D
=
A a ltura da chaminé é de 6 m
= 19,68pés
o = 3.859 fpm
âJI = 0,42pol.l loo pés para diâmetro de 36 (Fig. 9 .4a)
Perda no trecho reto
âJldut.= (0,42 + 100)x 19,68 = 0,047 20
Perdano chapéu da chaminé (Fig. 9.11)
Façamos
H = 0,60.D = 0,60x 36 = 21,6
Ocoeficiente de perda
F
na chaminé neste caso será
F = 0,41
Aperda no chapéu será
91 cm
= 36 .
dp...p6u=
F.h.
= 0,41x
(
3.859
J = 0,3SO P
.005
dp'hamln6= Perda total da chaminé = l1Pdu 'o+ l1PeI1.p6U 0,427 20
Comparemos a s p erda s d e ca rg a no s ramai s a f im de adotarmos o ma io r v alor .
rrrt
decargano duto Q.b-h
dp. = 0,910+ 0,280= 1,190 P
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IIII
'1'1111
Htll
JII
168
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Perda de carga no duto d-f-g-i-h
P2 = 0,368+ 0,56+ 0,016+ 0,039+ 0,091 = 0,57 H20
Perda decarga no duto k-i-h
AP3= 0,603+ 0,039+ 0,091 = 0,733pol. H20
A pior h ip6tese é a que serefere aotrecho a-b-h, i sto é ,Ap \ = 1 ,190 H20
Total deperdas
AP,o,al= Ap\ + ApA..+ Ap ,..+ Ap.., + Ap.A iM
Ap,o.. = 1,190+ 0,36+ 1,00+ 0,62+ 0,427 = 3,597 H20 = 91,36mmH20
Energ ia de pressão a ser fomec ida pelo ven ti lador
Ap . . = 3,597 = 91,36mmca = 91,36kgf. m-2
Admitamos igu ai s as v eloc ida de s à s aída e à e nt rad a do vent il ad or , i st o é ,
V3= vo
= 4 .859 fpm .
Var iaç ão d e en ergi a cinét ica en tr e a en tr ada e a sa ída do vent il ado r
V~-V~ = O
2g
Observação:
Podemos organizar uma tabela com valores da vazão, da velocidade, da perda de cargae do
diâmetro para cáda umdos trechos dos dutos (Tabela 11.19).
Diâmetro
(paI.)
21
21
30
10
(11,5
\10 (adotado)
7
28
12
14
32
40
n)
Ventilador
Vazão: 27.281 cfm = 46.349 m3/h =
Q
Potência absorvida
N.. =
Q Ap
3.600 x 75 x TI
Suponhamos que o rend imen to tot al sej a de 65%
TI
= 0,65
àP'o,al = 91,36 kgflm2
46.349 x 91,36
N
= = 24,12cv
3.600 x 75x 0,65
dotaremos ventilador centrífugo com motor
standard
de25 cv.
.,-t
VENTILAÇÃO LOCAr: EXAUSTORA 269
I
,
:
<.
\.~
Tabela 11.19
Vazão
Velocidade
âp
paI.HP/l00
Trecho
(cfm) (fpm)
pésde duto
a-b
5.600
2.300
0,2
j-b
5.600
2.000 0,3
k-i
13.800 2.800
0,3
I-I
677 1.242
0,3
d-I
1.044
(1.500
0,3
2.000
0,6
m-g
500 2.000 0,9
b-h
11.200
2.700
0,3
I-g
1.721 2.200
0,6
g-i
2.221 2.200
0,5
i-h
16.081 2.850
0,3
h-n
27.281 3.000
0,25
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Purificação do Ar
12.1 GENERALIDADES
Os vapor es , g as es e poeir as cont idos no a r capt ados com os di spos iti vo s es tudados devem ser r emovi do s
do mesmo, a fim de que el e po ss a s er li be ra do na a tmosfe ra ambi en te ou exte ri or devi damen te pu ri fic ado,
sem que ofereça , por tanto, r iscos à saúde das pessoas e danos ecológicos.
Os equipamentos empregados com esta f inal idade podem divid ir -se nos seguintes grupos:
a)
Filtros de ar
cuja fin al id ade é a remoção de poe ir as no grau de concentr aç ão em que poss am encont ra r-s e
no a r amb iente ext eri or ou i nt eri or e na re ci rc ul aç ão de ar do re ci nt o. São empregados , normalmente,
na tomada de a r exte ri or , n as i ns ta laçõe s de venti la ção e a r cond ic ionado . São mui to us ados , t ambém,
na retenção de poeiras produzidas em ambientes fechados e instalados, às vezes, próximo ao local de
captura ou em locaisonde o ar contendo poeiras é conduzido ao longo dos dutos.'
'
b)
Coletores de poeiras
des tinados a remover cargas consideráve is de poeiras oriundas de processos e captados
nos l oc ais onde s ão pr oduz id as . A ampl itude do gr au de conc en tr aç ão de poei ras é muito g rande, b as ta ndo
mencionar que pode variar de 100 até 20.000 vezes o teor de concentração para o qual os filtros de
ar refer idos noi t em a são destinados a operar. Existem coletores inerciais centrífugos lavadores depuradores
e precipitadores eletrostáticos.
c) Lavadores de gases torres de absorção condensadores depuradores precipitadores hidrodinâmicos incinera
dores. Visam à remoção de gases e vapores do ar antes da liberação do mesmo. Quando se tratar de
d is so lu ção de gas es ou vapo re s na água, pode vir a se r n ec es sá rio um tr atamen to químico comp lemen ta r
a companhado de f il tra gem, dec an ta ção ou des ti laç ão , p ar a que a água po ss a se r pu ri fic ada e reut ili za da
e reciclados certos produtos industriais.
12.2 FATORES A SEREM CONSIDERADOS NA ESCOLHA DO EQUIPAMENTO
Na escolha do tipo de equipamento, devem-se levar em consideração alguns pontos importantes que
resumiremos a seguir.
a)
Concentração e tamanho das particulas do contaminante.
Os contaminantes em sis temas de exaus tão abran-
gem uma ix muito extensa de concentrações e dimensões de partículas.
A Tabela 12.1 permite uma avaliação quanto ao tamanho das partículas correspondentes a vários
materiais e operações industriais e a Tabela 12.2indica os métodos de eliminação dos poluentes, de
acordo com a natureza das partículas.
b)
Grau depurificação exigida.
Para muitos tiposde agentes poluidores, existem recomendações e regulamentos
que fixam os teores de concentração e grau de purificação, dependentes naturalmente da natureza c
propriedades do contaminante e do risco de dano que o mesmo possa oferecer à saúde e à ecologia.
No caso de centros cirúrgicos, salas de operação, unidades de tratamento intensivo, salas de curativos,
laboratórios de pesquisas microbiológicas, preparo de vacinas etc., é necessário, além da filtragem. que
o ar seja esterilizado com radiação ultravioleta,' uma vez que normalmente os vírus e certas bactérias
não são retidos nos filtros comuns.
c)
Características do .arou gás transportadores do poluente.
Exercem um papel importante na seleção do
tipo de purificador a adotar. Correntes gasosas ou de vapores acima de 80-c impedem o emprego de
coletores de tecido de algodão. A ocorrênciade vapor ou a condensação de vapor d'água podem empastar'
ou obliterar a passagem do ar ou das partículas em coletores de pano ou de tipo centrífugo. Afetam
Ir
~
I'
'S
~j
PURIFICAÇÃO DO AR
271
Tabe la 12 .1 Tamanho de poe ira s e névoas
Poeira ou névoa
Diãmetro médio
da partícula
(mícron)
50-200
10-40
abelo humano
Limite de visibilidade pelo olho humano
-'
ii
ÍJ
Poeiras
Atmosférica
Alumínio
Mineração de carvão:
Ar da mina
Perfuração
Carregamento de carvão
Fumo de álcalis
Fumo decloreto de amônio
Cimento
Carvão
Ferro-manganês ou snica
Ar em fundições
Moinho de trigo
Fumaça de central térmica
Ferro (ferro gusa)
Óxido de ferro
Cal
Corte de mármore
Pigmentos
Jato de areia
Sílica
Talco
Fumaça de tabaco
Fumo de óxido de zinco
Zinco (jateado)
Zinco (condensado)
Mists (névoas):
Fog atmosférico
Ácido sulfúrico
2-15 .
0,5-15
0,5
2,2
f
0,9
1,0
0,8
1-5
0,05-0,1-1,0
0,5-10-50
5.10
0,1-1
1,2
15
0,1-3
0,1-10
0,5-2
1-50
1,5
0,2-2
1,4
1.10
10
0,2
0,05
15
2
i
I
'-11;
r
1
,
a res is tibi lidade e lé tr ica das par tí culas e , por tanto, sua precipi tação e le tros tá ti ca . A composição química
da mistura gasosa poderá ser fator determinante da corrosão de coletores metálicos de tipo seco, e o
p rodu to qu ímico pode tomar -se ext remamen te agres si vo quando mis tur ado com a água event ua lmen te
condensada em coletores de tipo seco. .
Podemos mencionar a inda , como propr iedades do gás car reado de contaminantes e que devem ser conside-
rados e ana li sados na escolha do t ipo e dos mater ia is dos equipamentos, asseguintes:
Viscosidade.
Influi na potência requerida do equipamento mecânico e no rendimento da operaçâo de
coleta.
Combustivídade.
Caso o gáscarreador seja inflamável ou explosivo, aconselha-se o emprego de lavadores
e depuradores e não os precipitadores eletrostáticos.
Agressividade química.
Os gases e vapores carreados não devem reagir com o material que constitui
os filtros, dutos e equipamentos.
Relativamente às propriedades docontaminante conduzido pelo ar, mencionaremos apenas as principais:
a)
Concentração.
Uma elevada concentração ou carga de pó conduz às vezes ao entupimento de fil tros e
ciclones. Pode-se ter que realizar a retenção em estágios sucessivos, começando-se pela retenção das
poeiras mais grossas. Numa carpintaria, por exemplo, devem-se recolher primeiramente os cavacos e
sódepois a serragem e o pófino da madeira.
b)
Solubilidade.
O rend imen to de um lavador ou depurador de gases é maior quando o gás se d is solve
facilmente na água.
c)
Combustividade.
Quando se pretende que o poluente seja incinerado, deve-se atender para eventuais
riscos de explosão.
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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282
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
d)
Agressividade química.
Do mesmo modo que para o casodo gás carreador, o poluente não deverá reag'
com os materiais dos filtros, coletores, ventiladores, dutos etc. Ir
e)
-:tgr~ssividadebiológica.
A necessidade de completa assepsia em certos .recintos hospitalares e nos casos
Já cItados exige os chamados
filtros absolutos
(Norma DIN 24184, de Julho de 1972, da Associaçãod
~ngenheiros Alemães - VDI) , a companhado s do apar elho de l âmpadas bac ter ic id as de radia ção u lt ra~
vIoleta.
A Tabela 12.3, na coluna (5) , indica os tipos de coletores que são recomendados e os que não Se
recomendam para algumas operações industriais importantes.
Temos, na Tabela 12.4, uma indicação quanto a certos poluentes e a fontes poluidoras mais comuns
de (:mdeprovêm.
Entre os poluentes mais comuns, faremos referência a dois, neste capítulo. Trata-se do monóxidode
carbono (CO) e do anidrido carbônico (C02).
12.2.1 Monóxidode carbono CO
, .O monóxido de carbono, ousimplesmente óxido decarbono, resulta da combustão incompleta decombus.
tJvel .s ,sendo os veículos automotores a gasolina responsáveis por cerca de 60% do total produzido. É um
gás mOdoro, incolor, com densidade 0,97. A maior parte das emissões ocorre, portanto, em áreas urbanas
onde chega a haver concentrações de 10-15ppm e até maiores durante períodos de 8 horas diurnas.
Uma permanência comessesníveisdurante 8 horas, diariamente, pode elevar o nívelde carboxiemoglobina
a ~,?%, i sto é , 2,5% dos glóbu los vermelhos terão CO ao invés de ox igênio. Isto po rque o CO tem uma
afIOIdade com a hemoglobina 200 vezes maior que a do O2, o que faz com que desloque o O2da molécula
de hemoglobina.
A redução em grande escala dos níveisde CO nas regiões urbanas poderá ser realizada:
- reduzindo a quant idade de veículos , o que, na p rá ti ca , é imposs íve l, a não ser em casos especia isou
emergências;
Tabe la 12.4 Alguns po lu en te s gaso so s tí pi co s e suas fonte s
Elemento
chave
Poluente
Fonte poluidora
Gases das caldeiras
Fabricação de ácido sulfúrico
Processamento de gásnatural
Tratamento de esgotos
Indústria de polpa e papel
Indústrias petroquímicas, polpa e papel
S
SOl
SO,
H2S
R
-
SH (mercaptans)
N
NO,
Fabricação de ácido nítrico
Oxidação em alta temperatura
Processos de nitrogenação
Fabricação de amônia
Esgotos; clarificação de gorduras, processos comsolventes
NO
NH,
Outros compostos deN, piridinas, aminas
Halógenos
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CI
HF
SiF.
HCI
Fertilizante fostático; alumínio
Cerâmica, fertilizantes
Fabricação de HCI; combustão de PVC; processos declola'
ção orgânica
Fabricação de cloro
c
Q2
Inorgânico
CO
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Processos de combustão incompleta
Processos de combustão (em geral, não considerado como
poluente)
Operação com solventes; gasolina; operações petroquímicas;
solventes
Processos de oxidação parcial; operações de capeamento;
processos petroquímicos; plásticos; óxido de etileno
Orgânico
Hidrocarbonetos
-
parafinas, olefinas e
aromáticos
Hidrocarbonetos oxigenados
Aldeídos, cetonas, alcoóis, fenóis e óxidos
Solventes clorados
Lavagem a seco: desengraxamento
PURIFICAÇÃO DO AR
283
,..aperfei çoando a carburação e os motores de combustão interna ou int roduzindo disposi tivos para t ra tamento
i~Sgas es de combus tã o, como f il tr os e c at al is adore s. É o que e stá sendo fe ito e muit o j á se con seguiu .
..
12.2.2 Anidrido carbônico CO,
É um gá s in co lor , c om densi dade 1 ,52, que abso rve a r ad iaç ão té rmic a, juntament e com o vapor d 'água,
~nc ipalmente na faixa do inf ravermelho. Deixa passar a radiação solar sem mui ta inter fe rênc ia , mas absorve
er eirr adi a g rande par te da r ad iaç ão emit id a pe la Terr a. Os comprimen to s de onda das ra dia ções abs orv id as
'10CO2 se situam nas faixas de 2,7 micra, 4,3 micra e na de 12 a 18 micra.
~ O ca é o re su lta do in evi tá vel do p roc ess o de combust ão . O SCEP (S tudy of Criti cal Env ir onmenta l
J' IObl ems) est imou que , em 1980 , o CO produzido com a combustão de combustíveis fósseis atingiu 26
lilbõesde toneladas métricas .
, Cerca da metade do ca p roduz ido permanece na a tmos fe ra a ssocia do ao vapor d 'água . A ou tr a met ade
l ab sor vid a pel os oce ano s e abso rv ida pel as p la nta s, as qua is l ib eram O2f ix ando o carbono em sua e st ru tur a
~Iular. A camada de CO2 e o vapor d'água, como foi dito, deixam passar a energia solar, sob a forma
jcenergia radiante mas b loque ia a ene rgi a c al orí fic a emiti da pe la Terr a, oc asi onando um ef eito seme lhan te
da
estufa
impedindo que par te aprec iáve l do calor possa dissipar.se .
{C
~
12 .3 EQUIPAMENTOS PARA COLETA E ELIMINAÇÃO DAS PARTÍCULAS
Os elementos estranhos à composição normal do ar, uma vez captados, conduzidos em dutos pela ação
jc'vent il adores , devem ser colet ados e e liminados do ar e f inalmente recolhidos, e em cer tos casos t ra tados,
;I al modo que o ar des con taminado poss a se r, f in almen te , li be ra do na atmosf er a.
l i Em geral osequipamentos que rea li zam esta operação de colet a e e liminação das par tí culas são c lass if icados
je 'ac ordo com o p rin cíp io fí si co ou mecânico segundo o qua l o obje ti vo é a lc ançado. Ass im, a separ aç ão
b i po lu en te s da cor re nte de ar pode se r ob tid a po r:
:li
a) Ação de filtragem a tr avé s de um meio poro so .
b) Ação de fo rç as de in ér cia :
coletores inerciais.
. ~ c) Ação da gravidade: são os coletores gravitacionais.
. d ) Ação das forças centr ífugas :
coletores centrífugos.
conhecidos como
ciclones.
. e) Ação de
umedecimento
ou
lavagem
pela água, que realiza uma ação de impactação, interceptação,
di ss olu ção , di fu são e condens ação. São os la vadore s, a s câma ra s ou t orr es de bor ri fo , ou a spers ão ,
os precipitadores dinâm icos úmidos, os lavadores Venturi: de água, de soluções, de espuma e de
out ros t ipos . Os lavadores ou absorvedores por via úmida são des ignados gener icamente , pelos nor te -a -
mer icanos , por scrubbers .
f) Ação de
ionização e atração eletrostática.
São o s
precipitadores eletrostáticos.
Ver emos, mai s adia nte , uma des criç ão dos equ ip amen to s dos pr in cip ais ti po s que ac abam de s er mencio -
lidos.
12.4EQUIPAMENTOS PARA SEPARAÇÃO E COLETA DE CONTAMINANTES GASOSOS
Quando o contaminante forma uma solução gasosa com o ar, é necessário recorrer a fenômenos ou
~rações físicas para conseguir a separação e coleta do mesmo, e que são:
a)
Absorção
por um líquido no qual o gás seja solúvel. Baseiam-se neste fenômeno físico as
torres
de enchimento
as
torres de prato
as
torres de borrifo
os
absorvedores tipo Venturi
etc.
b)
Adsorção
que vem a ser a capacidade que certas substâncias de alta porosidade possuem de reter
determinados poluentes pela ação de forças de atração moleculares superficiais. As mais empregadas
dentre estas substãncias, denominadas
adsorvedoras
são o
carvão ativado
a
alumina ativada
e a
sílica-gel. .
c)
Incineração de resíduos gasosos
desde que os gases resultantes não sejam, por sua vez, também
poluidores. Os equipamentos no caso chamam-se
queimadores de chamadireta
os
fiares
e os
pós-quei-
madores catalíticos.
d)
Condensação de vapores
graças ao resfrlamento dosmesmos, realizado em
condensadores.
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~.Paremos, a seguir, algumas considerações sobre os principais equipamentos que realizam os objetivos
separar, coletar e dar uma destinação ao poluente. .
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PURU'ICAÇÃO DO AR 285
12.5 FILTROS
12.5.1 Características
São meios poroso s ca paz es d e de ter e col et ar pa rt íc ul as e né vo as cont idas no ar qu e os a tr aves sa.
Em ge ral , o s f il tros p ara ven ti laç ão são cons ti tuídos po r mater ia l f ib ro so d isp os to sob a forma de t ec id o
011ompactado, formando placas ou painéis.
As princ ipais modalidades de fil tro são :
- f il tros em painéi s compact ados (ex. Fibravid S .A ., GEMA S .A. , LUWA S/A e out ros );
- filtros de tecido, em geral, sob a forma de sacos, tubos, envelopes, rolos, mantas ou bastidores;
- filtros de fibra de vidro;
-
filtros de carvão ativado;
-
f il tros de t ec id o de a rame de aç o, s ob forma de mantas.
Os fil tros dos t ipos mencionados a tuam em virtude das seguintes interações dos mesmos com aspart ículas :
-
nterceptação direta;
-
impactação inercial;
-movimento browniano.
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><
Além dis so , a ação da gravidade provoca a depos ição das partícu las.
A escolha do f iltr o depende do tipo de pó e do diâmetro médio das partí culas. As Tabel as 12.1,
1 2.7e 12 .9 fornecem ind ica çõ es qu an to a o t amanho de p ar tí cul as de d ive rso s mater ia is, e a Tab el a 12.10,
adistribuição (em peso) das partículas, segundo seus diâmetros.
Vejamos alguns d ado s sob re os vá rios t ipo s d e f il tros, us ando as d es ign aç õe s da ABNT e que c on st am
daTabela 12.11.
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12.5.2 Filtros em painéis compatados ou mantas
o
V
Faremos referência aos t ipos fabricados pela LUW A.
12.5.2.1 Classede filtros G2e G3. Permaquadro
8i 8-
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SfSf...;tgS ';~S
11.0 11.5.....
'i 'i 8.= 8.e
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Utiliza vários t ipos de meio fil trante, conforme a classe, sob a forma de mantas, e que são alojadas
emarmações (Fig. 12.1).
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.5
Fig. 12.1 Permaquadro da LUWA.
12.5.2.2 Para classe de filtro GO - ModeloLUWA Hivol
ikI Usado em venti lação e a r condicionado. As superfícies fil tran tes são impregnadas de ó leo. O rendimento
f il tro v ai d im inuindo à medida que o óleo v ai f ic ando imp re gn ado de pa rt ícu las , p od endo se r l avado.
,.1
12.5.2.3 Para classe de f ilt ros G2 e G3. Modelos LUWA FGV e FGP
d O meio fil trante é constituído de fibra de vidro ou fibra de poliéster colocada em quadro reforçado I
epapelão(Fig. 12.2).
~
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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288
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Produtos
..
Separaç io de pó
CoIetora dlnmIcos
Multiciclone
Ciclone de aha efici l ncia
Bateria de ciclones
Ciclones univcnais
Ciclones para sinlcrização
Separadores a dmldo
lAvadora
Scrubbers
Scrubln de alta cficlf ncia
502
- scrubbe
Venturl
Coletora de manias
Automáticos c manuais
Rcvemo defluxodear
Cominjeçãode ar comprimido
IVenmadom u lI
Paraminas
Axiais
ane axiais
PURIFICAÇÃO DOAR
289
Flg. 12.2 Fil tros FGV/FGP da LUWA.
12.5.2.4 Para classede filtro G3. ModeloLUWA LRF
É um fil tro de fibra de vidro impregnada de adesivo especial, apresentado sob a forroa de uma manta I
com50 mm de espessura e que, automaticamente, vai desenrolando da parte superior, enquanto simultanea-
mentevai sendo enrolada na parte inferior (Fig. 12.3).
Fig . lZ.3 Fil tro LRF da LUWA.
Ainda para a c la sse 03, exi st e o mode lo LUWA ES. de grande super fíc ie , apresen tado sob a for ror
depainéis em quadros-padrão ou caixas-padrão. Vazão nominal até 8.800
m hporm2.
Flg. 12.4 Fil tro tipo ES da LUWA.
Tabela 1%.8Indicaçõesdosequipamentosconformeasaplicaçõesindustriais.
I
Tabela 12.10 Distribuição (em peso) das partículas segundo osdiâmetros (em %)
CortesiadaAeroventoEquipamentosIndustriaisLIda.)
1l
Medidadas partículas(mícron)
S
.
.
Q
Inferior
superior
medida
Aptlcações1
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I
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Tipode pó
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26a50 51 a 100
a 100
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'3.
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Meia (peneiramento)
11,7
22,7
28,0
29,3
7,1
1,2
-
104
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0,2
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Esmeril(operação a seco)
52,2 16,0 9,8
15,4
1,4
-
g'3
;:
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..
'6
Q
'
Ü
'0
c c
Antracito (pulverização no laboratór io)
28,5
22,1 19,3
23,6 5,3
1,2
-
76
c
' e
:5
:5 <
-g
:S5
i
&tE oS u ...
-
Ousa (torneamento)
73,0
8,8 6,6 8,1
2,3 1,0
0,2
124
Cobre (tomeamento) 59,6
18,1 10,5
10,1 1,3 0,4
-
104
Chumbo(linotipo)
59,7 14,0
14,4 9,9
1,8
-
0,2
120
Óxido de zinco ( forno de zinco) 6,0 16,6
27,5 30,8
13,4
4,7 1,0 146
. . . .
.
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. 1 .
I
.
I
.
I .
. . . . .
. I . I
. I . 1. I
.
Tabe la 12.9 Tamanho méd io ap roximado de poeir as
Tamanho médio
Tipo de pó (mícron)
Poeira no ar externo
0,5
Jato de areia
1,4
Corte de granito
1,4
Pedreira:
- local de britagem
1,4
-
local de filtragem
1,3
- moinho de discos
0,9
Fundição - ar geral
1,2
separação de produtos
1,4
Corte de mármore
1,5
Corte de pedra sabão
2,4
PÓde alumínio
2,2
PÓde bronze
1,5
Mineração de carvão:
-
ar no britador
1,0
-
arda mina
0,9
- carregamento de carvão
0,8
-
perfuração da rocha
1,0
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 153/210
290
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabe la 12.11 Recomendaçõe s pa ra ap li caçõe s de f ilt ros de a rl , se gundo a NB-IO da ABNT
Eficiência para a separação das
seguintes partículas
Aplicações principais
Alta eficiência para separação de insetos, eficiên-
cia bastante satisfatória para pólen de plantas e
poeira grossa de origem industrial. Quase inefi-
ciente contra poeira atmosférica.
Eficiência satisfatória contra pólen de plantas e
poeira grossa de origem industrial. Alguma efi-
ciência contra poeira atmosférica.
Boa eficiência contra pólen de plantas e poeira
grossa de origem industrial. Eficiência satisfatória
contra a fraçãogrossa (> 5micra) da poeira atmos-
férica.
Condicionadores tipo janela.
-
ondicionadores tipo compacto
elf
contained).
Condicionadores do tipo
fan-coi/
e d;-
sistemas centrais.
Boa eficiência contra a fração grossa (> 5 micra)
da poeira atmosférica.
Condicionadores dos sistemas cen-
trais, pré-filtragem para filtros finosF2
e F3.
Eficiência satisfatória contra a fração fina (1-5 mi-
era)da poeira atmosférica. Pouca eficiência contra
fumaças de óleo e tabaco.
Boa eficiência contra a fração fina (l-5 micra) da
poeira atmosférica. Alguma eficiência contra fu-
maças de óleo e tabaco.
Alta eficiência contra a fração fina (1-5 micra)
dapoeira atmosférica, eficiência satisfatória contra
fumaças de óleo etabaco. Razoavelmente eficiente
contra bactérias e fungos microscópicos.
Condicionadores de sistemas centrais
para exigências altas, pré-filtragem para
filtros finos F3.
Condicionadores de sistemas centrais
para exigências altas, pré-filtragem para
filtros absolutos.
Pré-filtros para filtros absolutos. Preci-
sa pré-filtragem por sua vez.
Boa eficiência contra a fração ultrafina
« 1mí-
eron) da poeira a tmosféri ca , fumaças de óleo e
tabaco. bactérias e fungos microscópicos.
Alta eficiência contra a fração ultrafina
« 1mí-
cron) da poeira a tmosféri ca , fumaças de óleo e
tabaco, bactérias e fungos microscópicos.
Eficiência excelente contra a fração ultrafina
«
1 mícron) da poeira atmosférica, fumaças de óleo
e tabaco, bactérias. fungos microscópicos e vírus.
Salas comcontrolede teor de poeira.Pre.
cisa pré-filtragem.
Salas com controle de teor de poeirazo-
nas assépticas de hospitais (exigências
altas). Precisa pré-filtragem.
Salas limpas das classes 100. 10.000
e 100.000, salas e cabinas estéreis para
operações cirúrgicas e ortopédicas (exi.
gências particularmente altas). Todasins.
talações querequerem teste de estanquei.
dade
teak te t).
Precisa pré-filtragem.
Observações, 'As recomendaçOes baseiam-se, além da. da ASHRAE. lambém nasseguinles:
para filtros grossos e finos: na diretriz SWKI 68 3 da Associação Suíça de Engenheiros de Aquecimento e Condicionamentodear
(SWKI).
- par a f il lr os absolulOS:no pro je lo de norma DIN 24184 deju lho de
19n
da Assoeiação dos Engenheiros Alemães (VDI).
'Os liUrossão divididos em trt . cl SCs:grossos (prelixo G), l inos (pref ixo F) e absolulos (pref ixo A).
'Para f il lros grossos (GO-G3): tes le gravimélr ico conforme AFII do American Fil ler Ins li lule ou ASHRAE 52-68.
'Para f il lros f inos (FI-F3): les le colorimétrico conforme AFI DuSISpol doAmerican Fil ler Ins li lule ou ASHRAE 52-68.
'Para filtros absolulOs (AI-A3): leSle folomélrico DOP Tesl conforme U.S. Mililary Slandard MS282.
'Classificação dasc4maras limpas conforme U.S. Federal Slandard 209b de 24.04.1973.
12.5.2.5 Para classede filtro G3. ModeloLUWAMulübolsa
Usado em indús tr ias, hospi ta is , i ndús tr ias farmacêut icas , processamento de dados , engenhari a nuc lear ,
microelet rõnica e tc . É const ituído por câmaras separadas por mantas de f ibra de vidro e presas adequadamente
à armação metálica.
PURIFICAÇÃO DO AR
291
-
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Flg. 12.5 Fil tro multibolsa da LUWA.
12.5 .2 .6 Para c la sses de f il tros F2 e F3. Modelo LUWA FP
O meio fil trante é papel celul6sico especial plissado, formando células em V, fixado a uma armação
dechapa galvanizada. Vazão até 5.000 m3/hpor célula.
Flg. 12.6 Filtro FP da LUW A.
12.5.2.7 Para classes de filtros ABNTPNB.I0 AI, A2e A3. ModeloLUWA HEPA
São filtros absolutos ou ultrafiltros (HEPA-High Efficiency ParticulareAir). Apresentam-se sob a forma
depainéis. .
. ,' ,A Fig. 12.7 mostra fil tros absolutos com eficiência mínima de 0,3 mícron, vazão de 3,3 a 135 cfm,
da,AeroglassBrasileira S.A.
Flg . 12.7 F il tr o absoluto da Aerog lass B rasi le ir a S .A.
~
Classede
Eficiência
filtroz
obs . 3 ,4 . 5%
GO
30-59
'IDl1rIUI
'li
Gl
60-74
'
I '.'
G2
75-84
I
:\1111111
G3 85e acima
-
-
FI
40-69
F2 70-89
F3
90
e acima
AI
85-97,9
A2
98-99.96
A3
99,97
e acima
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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292 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
12.5.3 Filtros de tecidos
Os fil tros de tecidos, conhecidos como fil tros de pano ou de
feltro
podem apresentar-se sob a forma
de
sacos
de
~ngas
de
painéis lisos
e de
painéis ondulados.
12.5.3.1 Filtros de pano
Os materiais tradicionalmente usados na fabricação dos fil tros de pano são o algodão e a lã, mas estes
materiais só podem ser usados até temperaturas de 82a 9O-C,respectivamente, e para ar seco.
Para temperaturas mais elevadas e poluentes agressivos a esses materiais, é necessário recorrer a tecidos
com fios de certos materiais , como o náilon, o nomex, o dacron, o orlon, poliéster, polipropileno, fios
metálicos, fibra de vidro e outros, 'dependendo da escolha, da temperatura e do caráter ácido ou alcalino
da mistura do ar com as partículas ou névoas. A Tabela 12.12 mostra algumas propriedades de certos tecidos
utilizados na fabricação de filtros.
Os fil tros de tecido são de elevada eficiência para fumos e poeiras acima de 0,1 mícron e são usados
na cap tação de poeira de moagem, mistura e pesagem de grãos de cerea is; moagem de pedra, a rgi lae
minerais; trituração de cimento; limpeza por abrasão; pesagem e peneiramento de produtos químicosem
grãos; trabalhos em madeira, cortumes, fertilizantes, papel etc.
Quando a concentração de partículas é muito elevada, usa-se, antes do fil tro, um separador do tipo
inercial para retenção das partículas maiores. .
Os f il tros com fel tro de
poliéster
duram cerca de três vezes mais do que os de algodão, e por Isto
são os mais usados.
O rendimento de filtros de tecidos, em geral, supera 93%, chegando, em alguns casos, a 99,9%.
12.5.3.2 Filtros de manga
Têm a forma de saco alongado, tubular. O ar normalmente penetra pela parte interna, quando a boca
do saco ficaembaixo, e sai deixando asimpurezas no lado de dentro (Fig. 12.8).
Vlbradar acionado por motor
Ih -
Sa ld a d e
iP-- ar limpo
PURIFICAÇÃO DO AR
193
~
I
Fig. 12.8 Fil tro de manga, de pano (ACGlH).
Quando se emprega uma armação interna de vergalhões para manter a'manga com a forma cil índrica, (
oarpenetra de fora para dentro e sai pela parte central pela boca colocada na parte superior (Fig. 12.9),
ouateralmente (Fig. 12.10).
Oscompartimentos onde se instalam os filtros de manga sãoconhecidos pela designação de
bag-houses .
Paraa limpeza
o filtro
sãoempregadasasseguintessoluções:
,
a) Agitação ou raspagem das mangas manual ou mecanicamente, após a interrupção da passagem do
ar (Figs. 12.8 e 12.10). .
b) Limpeza das mangas ou sacos pela introdução de ar comprimido, em sentido contrário. É o sistema
I de
fluxo reverso
(Figs. 12.9, 12.11, 12.12e 12.13).
. Os f il tros de manga em gera l são di spos to s em bateri as ou con juntos , de modo a seconsegu ir a área'
defiltragem necessária. A instalação nessas condições em um compartimento ou edificação constitui um
IIg.house.
Existem
bag-houses
com capacidade muito grande, como um para 2,1 milhões de cfm, como
lconstruídaem 1981pela Fuller Company, Pennsylvania, EUA
ar lob
pr lscJo
Bocais do
inluftamento
d arna
man90l
111'. dI
. l impo
r Com
~POlira
Vc lvula I
' -or da p oeira
AçGodI
limplza nas
' ''90' par
açAo revertO
dO ar.
Colltor
d. pó
Fig . 12.9 Coletor demanga, dot ipo deja to depressão. l
~
Tabela 12.12 Mater ia is de tec idos usados em f il tros indus tr ia is
,
Máxima
Temperatura temperatura
Resistência
Resistência
Resistência
Tecido
de fusão
de operação
a ácidos a alcalinos
à abrasão
Algodão Decompõe-se a 15O'C
82'C
Pequena
Regular
Boa
Lã
Queima a 3OO'C
93 C
Muito boa
Pequena Razoávela boa
Fibra de
vidro
8OO'C 288'C Razoável a boa Razoável a boa Razoável
Orlon
Amolece a 25O'C 127 C Boa a excelente em Razoável a boa em Boa
ác idosminer ai s ál ca lis fr acos
Náilon 6,6
24'X: Razoável
Excelente Excelente
HT-l
Queimaa 371 C
Melhorque o náilon,
Pior queo náilon;
Boa
não tão boa quanto melhorque odacron
o d acron e o orlon e o orlon
Daeron
I
5 C
Boaparaa maioria
Boaem álcalisfracos. I Muito\;oa
dosácidosminerais. Razoávelem álcalis
Dissolvc-scem áci- fortes
do sulfúrico
I I I
Polipropi-
leno
167 C
93 C Excelente
Excelente Excelente
Terlon
Decompõe-se a 4OO'C
Emit e gase s In erte , c omexceção I ne rt e, c omexceç ão
Razoável
t óx ic os a232 C do Oúo r
do cloro, triOuoretoemetaisalcalinos
Poliéster
-
1lO'C Muito boa Boa Muito
boa
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.j
294
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Entrada de
ar com pó
,.
PURIFICAÇÃO DO AR
295
Tabela 12. 15 Razão entre o volume de ar poluído (pés3/m in) e a área do filtro de tecido (pésZ)
Fig. 12.10 Fil tro de manga ( saco )
- ACGlH.
Resis tência química
Guia para seleção de pano (HIGROTEC Indústria e Comércio S.A.)
Temp. máx. de
operação ('C)
,\9í
Tabela 12.13
.
Tabela 12.14 Fil tro de manga HIGROTEC Ind. e Com. S.A.
Tipo de poeira
Pós finos, pegajosos, de difícil manuseio, de submlcra até 10miera:
Negro de fumo, fumaças, lei te em pó, t inta de papel, argila, amido, pigmentos de
tintas, corantes
Pós maiores que 3 miera:
Alumínio, pigmentos de cerãmica, carvão de pedra, argila, pós de pedra, açúcar, cal-
cário cimento, gesso
Pós maiores que 10mlcra, com pequena quantidade abaixo de 10miera:
PÓde papelão, núor, poeira desementes, serragem, areia, forragem, tabaco, asbesto
etc.
Guia de r el ação ent re o ar<empe '/min) eo pano ( em pe' ).
,.
Relação.
I NGÃ EMFILTR GEM
Alta
temperatura
Alta
concentração
Baixa
concentração D
~
;'i,~
~.~
~
f.'
M NG
EM LIMPEZ
I
ORTE
TR NSvERS L
Fig. 12.1t Esquema defuncionamento dosistemade filtros demanga
com limpeza por ar comprimido. Sistema Jetline V da Delta Neu.
~~A HIGROTEC f abr ic a um equ ipament o de f il tr ag em denomi nado
Super-Jet
que cons ta de uma câmar a
.
~Itragem (onde ficam as mangas de filtragem), um plenum de descarga de ar f il trado e um coletor ~e
\letraituado na parte inferior da câmara de filtragem.
Os fil tros de manga colocados dentro da câmara de fil tragem são suportados por armações de arame
~~aspor porcas ao colar inferior do difusor ou indutor
bellmouth,
por onde entra o ar comprimido para
~~l1Ipezao filtro.
,;f'I~
I~'
'.
Tipo de poeira
Razão
Abrasivas
2-2,5
Amianto
2,5-3
Limpeza a jato
3-3,5
Carbono
2-2,5
Cimento (moagem) 1,5-2
Cimento (transporte e ensacamento)
2-2,5
Argila 2-2,5
Carvão
2-2,5
Esmeril
3-3,5
Gesso
2-2,5
Borracha
2-2,5
Sal
2,5-3
Areia
3-3,5
PÓde sílica
2-2,5
Pedra sabão
2-2,5
Talco 2-2,5
Serragem de madeira 2-2,5
Tipo de
Resistência
Resistência
Prolon-
Resistência
Propriedades
pano
à tração
à abrasão
gada
Curta
Ácidos
Álcalis
à combustão
especiais
Dacron
MB
MB
135
149
B
R
Sim
Bomem todoo p o
Nomex
MB
MB
204
260
P
B
Não
Náilon alta temperatura
Polipro-
MB
MB
66
93 MB
MB
Sim
Limitado
prileno
pela baixa
resistência
à tempera-
tura
MB
=
Muito boa
B =Boa R =Regular
P =Pobre
3:1
8:1
-
8:1
14:1
-
12:1
20:1
--
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296
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
o ar, antes de passar pelos f il tros , a tinge um pré separador que conduz as partículas mais pesad
diretamente ao coletor ou tremonha, de modo que somente as mais finas serão detidas pelas superfí .as
externas do tecido das mangas tubulares. Ctes
A Fig. 12.13 representa esquematicamente asoperações de filtragem e de limpeza do Super-Jet.
A CONAMSA - Sistemas de Controle Ambiental S.A. fabrica os fil tros de mangas Pulsa Jet Ge
com limpeza por ar comprimido, recomendando que este seja fornecido na pressão de 6,5 a 7 kgf/cm fa,
se isento de água e óleo. e
Fig. 12.12 Armação acoplada ao venturi sendo intro-
duzida num fil tro de manga marca Jetline V daDelta
Neu.
Conexão nterior à manga Válvula diafragma
onexêopara
suprimentode ar
niford
de
arcomprimido
Conexão exterior
à manga
Válvula solenOide
- aixado timer
Indicador de pressão
Cic io d e f il tr ag em
Ciclo de limpeza
da manga
Indutor
beltmouth
Câmar a de f il tr ag em
Ar carregado
depO
t
Pré separador
Indutor
llmouth
Bo~as
devácuo
Descarga do produto
Pressão
interna .. :~~
libera
..:1
partlculas
:::~
do pano
oN
Partlculas
caemno
coletor
Alimentador rolativo
estanque
ç;;.? J...L
. . ' :~ ~ Descargado material
Operação esquemátlca do Super-Jet
Operação de limpeza da manga do
filtroSuper-Jet.
Fig. 12.13 Sistema de fil tros Super-Jet da HIGROTEC Indústria e Comércio S.A.
~
PURIFICAÇÃO DO AR
297
\,
(
Na escolha do f il tro é necessár io levar-se em con ta o t ipo de poei ra e seu tamanho . A HIGROTEC (
~
classifica os tipos de poeira:
(
Pósfinos pegajosos de difícil manuseio de menos de I mícron até 10micra: Negro de fumo, fumaças,
~te em p ó.. tinta de pa~el, argila, ~~ido: pigmentos de t nt.as, cora~tes. . '
:..Pósmaiores que 3 mlera: Alummto, pIgmentos de ceramlca, carvao de pedra, argIla, po de pedra, calcáno,
dIJIento,esso. j
,.;pósmaiores que 10miera eom pequena quantidade abaixo de 10miera: PÓde papelão, poeira de serragem,
treia,forragem, tabaco, asbesto etc. (
, Quando a instalação contém várias seções de mangas de filtro dispostas em ziguezague, pode-se realizar
llimpezados filtros de uma d1\sseções, mantendo as demais em operação normal.. ,
A Fig . 12.14 mos tra um fil tro desse t ipo. Os f il tros da seção 4 estão sendo sacudidos , enquanto os
daSemaisseções continuam operando. O ar exterior penetra por uma válvula de três vias, que na ocasião (
Fig. 12.14 Sistema automático
contínuo de múl tipl as seções
(ACGlH). Os compartimentos 2
e 3 estão sob carga . O compar-
t imento 4 está fechado para lim- {
peza dos filtros.
~
'CfJ
Saído
ClmprOlsor
Corrediço
Disposi tivopora
inslIfJomentode ar
Haste
Removedor de pó
F ig . 12.15 F ilt ro de pano com j at o (
móvel de ar para remoção imediat a i
de pó ( ACGlH). .
~...
----_.-----
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298
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
fecha a sa. ídade ar do percurso. Como o venti lador criauma depressão, o ar exterior que penetra naválvul
atravessa os filtros em sentido contrário, e o pó passa para a tubulação. a
c) Jato reverso , isto é, injeção de ar comprimido de fora para dentro das mangas, por um tubo circul
dotado de orif ícios que sobe e desce ao longo das mangas. ° pó removido pelo jato fino de ar
através do pano cai e é removido pela parte inferior do funil de captação. A velocidade de passagear
de ar através do pano é da ordem de 5 metros por minuto, e a perda de pressão é de 10 a
~
cm de coluna d'água.
d) Colapso das mangas, por meio de diferenciais de pressão e que provocam a queda da poeira coletada
A injeção de ar comprimido para a limpeza dos fil tros pode fazer-se com um sistema Venturi (Jetl in '
V da Delt a Neu , F ig . 12 .16) ou com um indutor boca de sino ellmouth do Super-Jet da HIGROTECe
Fig.12.13.) ,
A Fig. 12.11esclarece o funcionamentodo Jetline V. Quando em operação,a manga filtranteestá
normalmente assentada sobre a estrutura de quatro vergalhões, e a poeira se aglomera na superfície externa
Periodicamente, uma injeção de ar comprimido no Venturi introduz um grande volume de ar, qu~
inflando fortemente a manga, desloca a p oeira aglomerada para o i nterior da tremonha. '
Flg. 12.16 Fil tro automát ico de
mangas Jet line V da Del ta Neu.
A limpeza processa-se porar com.
primido comventuri, e seucoman-
do é totalmente automático. Usa.
se para poeiras finasem fortecon.
centração e processos contínuos.
A t axa de f ilt ragem do Jetl ine é de 200 a 300 m3/ hde a r por m2 de super fí ci e f il tr an te .
° Je tl ine V compacto da Del ta Neu é fornecido com bate ri a de mangas de f il tro, em número de 18 ,
24 , 36 e 54 un idades e em comprimentos de 1 ,5, 2,0, 2,50 e 3,00 m. Ass im, po r exemp lo, l emos, entre
outros, os tipos indicados naTabela 12.16.
12.5.3.3 Filtros metálicosem painéis e banhados a óleo
° enchimento do f il tro é formado po r l ã de aço e f ibras metál icas . ° a r é submet ido a inúmeras
mudanças de di reção ao a travessar a camada f il tran te , o que p rovoca a p recipi tação do pó, o qual adere
à película deóleo sobre a textura fil trante. Oferecem uma perda decarga de 4 a 10mmH20.
A limpeza é realizada com detergentes.
li
I.
.
i
PURIFICAÇÃO DO AR
299
Tabela 12.16 Características do Jetline V da Delta Neu
..--
-r
,i
'?
r-
...-....................-------.................-.......--.....---.....---------------..---............---....-....---....---..........---...--................-..................--.-----....---...........---..............----.......---
r-
i
J.V 31
J.V 41
J.V 61
J.V 90
18
24
36
54
3 ,00 m
3 ,00 m
3 ,00 m
3,00 in
30,51
40.68
61,02
91.53
;Q
~
-- -- - rJ
v-, --'-'
~
.~~
_2~
'ô~
~
Filtros ou separadores horizontal.
. ,
,.,/'/1
.
~b
~.
~
rorro eloflllragem
I t t 1 t
~I-I...
.f:
Soparador
ablrto
é
10
'f', Separado r
<1' 6Ieo-gd.
,I,
~;: .
Separador
4 mUnhou
Separador
com . al da
superior
Fig. 12.17 Tipos de separadores utilizando filtro da malha metálica.
Superfície N. de mangas
Altura das mangas
Tipo
fiitrante (m2)
tubulares
tubulares
J.V 15
15,25
18
1 ,50 m
J.V 20
20;33
24
1 ,50 m
J.V 30
30,49
36
1 ,50 m
J.V 45
45,74
54
1 ,50 m
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300
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
PURIFICAÇÃO DO AR
301
b)
Interceptação direta
As partículas entre 1 e 3 micra que tendem a acompanhar o fluxo do gás são
ret idas nas malhas const ituídas por f ios micrométr icos do tec ido.
c)
Movimento browniano
As pa rtíc ula s extr emamente pequenas (0 ,1 a 1 ,0 míc ron) to cam os f il amen to s
devido à sua movimentação aleatór ia , causada pela col isão com moléculas gasosas (movimento brownia-
no). Part íc ula s meno re s t êm ma is mobil id ade b rown iana, expondo -s e mu ito mai s do que a s mai ore s
à colisão com os filamentos.
( )
\ )
(
,
\
A Arami fí ci o Vidal S .A . f ab ric a o
Demister
que é um eliminador de névoa para f ins indus tr ia is .
Y4
'1
-'
j
,.
~
1
Flg. 12.18 Malha metálica para fil tros ou separadores (Oito
H. York Co.).
12.5.3.4 Filtros eliminadores de névoas
Para a eliminação da névoa líquida, corrosivos e contaminantes solúveis contidos no ar ou em fluxos
de outros gases, que ocorrem em indústrias químicas, petroquímicas, petrolíferas, têxteis, de fertilizantes,
de material plástico e outras, as Indústrias Monsanto fabricam filtros de lã de vidro contidos por duastelas
metálicas.
Como se observa na Fig. 12.19, os gases contendo névoas atravessam um leito de lã de vidro,onde
as partículas são coletadas, agregadas e coalescem formando uma lâmina líquida que, pela pressão dinâmica
do gás, move-se através desse leito. Uma vez formado o fluxo líquido, este é drenado por ação da gravidade.
:jpoH-E
f
,
Flg. tZ.19 Princípio defun~i~'
namento (A) econjuntodee1lma-
nadores de névoas Monsanto.
.,
A B
As névoa s são captadas nos e lim inadore s Mons ant o, como a li ás nos fi lt ro s de manga , por:
a) Impacto inercial As partículas maiores de 3 micra são coletadas quando sua inércia as impe~.~~
acompanhar o fluxo do gás ao redor dos filamentos de lã de vidro. Elas deixam o fluxo eCO ede
com os filamentos do tecido. O efeito é tanto maior quanto maiores forem a massa e a veloclda
da partícula.
TIPOH-P
~
1 ~
OPOH.V
Fig. 12.20 Eliminadores de névoas Monsanto.
Tabela 12.17 Scletor para f il tros e liminadores de névoa Monsanto
Movimento
browniano
Aprox. igual a
lOock
1J2a
91J 5 k
IOIJa SIJ8
216 a 610
610 a 3.048
Impacto
inercial
Aprox. igual a
100
25 a 51
retângulo
470 x
1.346
{
(
Mecanismo predominante
d;:captação da névoa
Efj~iênciaem partículas
~i or es q ue 3 m ic ra
Ê6éiênciaem partículas menores
':c.iguaisa 3 micra
~
fu~~de carga
[mmcoluna de água)
~
DImensões:
I~~diàmetro
~ ltur
I'
hA Tabela 12.17 mostr a a s c ar ac te rís tic as dos f il tr os e liminado res de névoa da Monsanto , e a F ig . 12.20
~\ra como são esses fil tros.
....
...~~~.
\-
Impacto Impacto
inereial inereial
Aprox. igual a Aprox. igual a
100 OO
70 a 50 a
97o/c
97
200 a 150a
254
205
660
retângulo
1.224 a
470a
1.830 1.346
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302
VENTILAÇÃO INDUSTRIAl.
A Fig. 12.21 mostra o Fil tro Metál ico 44.B da HIGROTEC, empregado para altas velocidades,
sistemas de venti lação e ar condicionado, para retenção de poeira, t inta , gorduras e outras partícula~em
suspensão. Pode ser lavado, quando sujo, ficando novamente com as características originais. Para aumen~.m
a capacidade de retenção, pode ser fornecido oleado. ar
Fig. 12.21 Filtro metálico 44.B d:1HIGROTEC.
1)Queda da presaêo referida à vazAo na<mel Queda de pressAo referidaà vazio máxima
o eliminador
de névoa para fins industriais Demisler é in sta lado em to rre s de vácuo de ref in ari as , to rr es
de destilação,absorvedoresde gás,separadorese depuradores.É fabricadopelaAramifícioVidalS.A.
12.5.3.5 Filtros de carvão ativado
Funcionam segundo o fenômeno físicode adsorção molecular e são os mais apropriados para elimin~r
odores desagradáveis.Devemser colocadosapós um
filtro
convencionalou eletrostático, que os proteja
contra as poeiras, pólen, bactérias e particulados de um modo geral.
O carvão empregado é de origem vegeta l. de casca de coco, por exemplo , que proporciona grande
á rea de adsorção sem l iberação de pó. O processo de at ivação consi st e num t ra tamento de que imados
elementos de menor densidade, para que sobre no final apenas o carvão vegetal.
No f il tro de carvão at ivado, a s molécul as gasosas e out ra s mais que ocasionam a sensação de maus
odores aderem às superfícies do carvão granulado, em camadas delgadas de poucas moléculas de espessura.
por efeitode adsorçãoO carvãogranuladoé alojadoentre duas lâminasdelgadasde metal comorifícios,
como mostra a Fig. 12.22.
A HIGROTEC fabri ca o F il tro de Carvão Ativado CF-4B em dois t amanhos, com 6 ou 12célu la s
individuais de carvão ativado contido em uma caixa de chapa de aço galvanizado, permitindo fácil acesso
às células que, quando atingem a saturação, podem ser recarregadas. Pode ser instalado em qualquer trecho
de uma rede de dutos. As características dos filtrosCF-4B são:
Q = 3.400m3/h - 12placas- 40quilogramasdecarvão.
Q =
1.700m3/h- 6placas- 20quilogramasecarvão.
600 x 600x 740mm
305 x 600 x 740mm
Ij.-,.
PURIFICAÇÃO DOAR
303
Flg. 12.22 Fil tro de carvão ativado, decasca de coco.
, A regeneração do ca rvão a tivado se faz por aquec imento . A adsorção sobre
o
carvão at ivado é em
l lr alu t il izada para e liminar produtos orgânicos de gases res idua is , quando o gás contiver pequena quant idade
jesolventes orgânicos que não devam ser l ançados na a tmosfera , ou quando contiver concent rações rel at iva-
.ente elevadas de um solvente que não possa ser recuperado, ou, ainda, quando contiver um ou mais
Iprodutosorgânicos que não possam ser eliminados por outro processo qualquer. .
, Ex is tem f ilt ro s de c arv ão a tiv ado que pe rmit em a
regeneração
i sto é , a recuperação de produtos químicos
~Iere tidos, como o benzeno, a ace tona , o á lcool, solventes , o xilol , h idrocarbonetos e mui tos mai s.
~
12.6 COLETORES GRAVITACIONAIS
12.6.1 Modalidades
. Oscoletores de câmara gravi tacional ou de sedimentação são os mais simples e de mais fácil operação.
Consistemessencialmente em uma câmara, em geral metálica, de dimensões grandes relativamente às do
uto quenela introduzo ar poluído,a fimde reduzira velocidadede escoamento,permitindoa deposição
departículas relat ivamente grandes (100 a 200 micra), em conseqüência do peso das mesmas. Para que
11artículas pequenas e médias fossem retidas, seria necessário que as dimensões da câmara fossem muito
IJ3ndes,de modo que, quando existem partículas numa ampla escala de dimensões, prefere-se usar a câmara
uavitacionalcomo um primeiro estágio de um coletor de filtragem. A Fig. 12.23mostra um coletor gravitacional
decâmara única. No percurso da entrada
E
a té a saída S, as par tí cu la s maiores vão se depositando no
ron
de colet a. O pó acumulado per iodicamente é ret ir ado pela abertura
A
Se se conseguisse que o gás escoasse em regime laminar ou viscoso, seria possível às partículas pequenas
ilepositarem-se.
R PUR
5
PÓ D EPO SITADO
A
T AM PA P AR A R EM OÇ ÃO D O P Ô
Fig , 1 2. 23
Coletor gravitacional de câmara I nlca.
li ~as uma câmara que r eal iz ass e e sta condi ção te ria d imensões muito gr ande s e s er ia, po rta nt o, a nti eco~
)lUca.Na prá tic a, o es coamen to nos col eto re s g ravit ac iona is s e rea liz a em r eg ime tu rbu le nt o, d ev ido à
l tí st ênciade componentes ver ti ca is no movimento , o que expli ca a dif iculdade das par tí culas pequenas em
~depositarem.
VA ZÃO vAZÃ o QUEOA DE
T AMA NH ON OM IN AL NO RM AL M ÁX IMA P RE SS ÃOm mC A
POLEGADAS
mm)
m h m Jh
ESPES SURAmm)
25 so 100
1 2 1 2
1
2
18.20 400soo
1590
2120
2.54
4,07
3,05
5,34
8.0 9,71
18.25 400630 2030 2700
20.20
500500 2030
2700
20.25
500 30 2600
3450
2424 800600
3030
4040
2,54 4,07
3,05 5.34 8.0 9.71
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306 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
-
ARCOMARTcUAS
P RTicUL LEVE
RTICUL
PESADA
CAI
AR E PARTlcULAS
LEVES
T MP
T MP PARA REMOç
Flg. 12.27 Coletores de câmaras inerciais.
Os co le to re s de câma ra s in erc ia is func ionam sat is fat or iamen te para pa rtí cu la s de no mínimo 50 a 200
micr a, conf orme o t ipo e t amanho do cole to r.
Exi st em mui tas var iedades de coletores inerc ia is , havendo alguns com def le tores e out ros com bandejas
ou pra tos cônicos sem fundo, superpostos e separados ent re s i. Nas chamadas câmaras de impactação provoca-se
uma mudança no sentido do e scoamen to do a r conte ndo as partí cu la s, f az endo com que venham a chocar -s e
de encon tr o a an te pa ro s d is pos to s de modo t al que p rovoquem mudança s b ru sc as de di reç ão. As par tíc ul as
s ól id as , de maio r i né rc ia que a s mol éculas gas os as , n ão con seguem ev it ar o choque , impact ando deencont ro
às superfícies defletoras, possibili tando assim sua coleta.
° rendimento das câmaras inerciais, isto é, a relação entre o peso do material coletado e o peso total
do mate ria l que penet ra nas câmar as , é ap roximadamen te o mesmo que o das c âmara s g ravi tac ionai s.
A perda de 'carga irá depender do número e forma dos anteparos ou defletores, da velocidade do ar,
do material de fabricação e do acabamento das superfícies. Varia em geral de 25 a 75 mmH20, conforme
o tipo.
12.7.1 Emprego
As cãmaras inerciais são em geral usadas para coletar as partículas de maior tamanho e elevado peso
específico, funcionando como pré-coletores, de modoa reduzir a carga de coleta nocoletor principal. Requerem
pouca potência dos ventiladores, são fáceis de construir, 'de baixo custo e podem ser usadas com gasesem
temperaturas elevadas.
12.8 COLETORES CENTRÍFUGOS OU CICLONES
12.8.1 Principio de funcionamento
Est abelec em um movimen to ro ta tó ri o par a o gás, d e modo que a fo rç a centrí fuga apl ic ada às partículas,
sendo maior que as forças de coesão molecular e da gravidade, faz com que as mesmas sejam lançadas
de encontro as paredes , ret ir ando-as da massa gasosa em escoamento. Para que seja a lcançado este resul tado,
faz-se com que o ar penetre tangencialmente à periferia da parte superior de um cilindro ou cone, de modo
a criar um fluxo helicoidal descendente que, ao atingir a parte inferior de um cone, retome omo um nuxo
hel icoida l ascendente central a té a boca de saída na par te super ior do c il indro. As forças centr ífugas decor rentes
des te mov ir. :~ :lt( ) he li co id al p ro je tam a s pa rt íc ul as só li da s de encon tr o às par edes , d e onde c aem a té o cone
in fe ri or que as cole ta s e de onde são r emovi da s.
A F ig . 12 .28 r ep re sent a e squema tic amen te um c ic lone muito empregado, pos su indo um c ili nd ro e uma
parte inferior cOnica.
Q ar contendo partículas penetra em a tangenci almen te a uma ci rcunfe rê nc ia de r ai o r. de modo ~ue
suas moléculas descrevem hél ices c il índr icas inici almente e cônicas ao penet ra rem no t recho cônico infenor
As pa rt íc ul as só li da s em suspen são no a r, s ob a aç ão da f or ça cent ríf uga, te ndem a desl oc ar -s e par a a pe lí cu a
de ar junto às paredes do ciclone. Em virtude do movimento helicoidal descendente assumido pel~ ar e
do e scoament o de uma pequena va zão de a r pe la part e in fe rio r do cone, a s pa rt íc ul as s ólid as s e encammham
para e ss a abertu ra no vé rt ic e do cone , se ndo ent ão capta da s em sacos ou ou tr os d isposi tivos.
.
~
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LLAASOSA
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ITII'ERÊNCIA
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I
PURIFICAÇÃO DO AR 307
SAiDADOARCOMVAzio o
o ' = o -q
'\
\ \ I (./ /
-'A
:
'.
: 1
--.J B
COA TE A-A
Flg. 12.28 Ciclone cilindro-troncónico.
....
I~~ociclone, aspartículas gasosas realizam, corno foi dito, um movimento seguindo uma trajetória helicoidal,
'~raoat ingi rem o t recho infer ior do cone, ini ci am um movimento hel icoida l ascendente, chegam ao cil indro
onde i ni ci ar am o es coamen to e s aem pel a boc a supe ri or do c ic lone.
i ,. I; st abelecem-se. ass im, doi s turbi lhões no inter ior do c ic lone : um per ifér ico externo descendente e um
I1I<i)scendente.
'Çonsideremos uma partícula de peso
P.
A separação da partícula do turbilhão se realiza pela ação
'. orçaentrífuga
F..
que deve superar o efeito da ação da gravidade, isto é, do peso da partícula, para
~
realize o chamado efeito de separação , que é traduzido pela relação
,.
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310 .
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
.
,
f7~
ntrada
tongenclal
Entrado em
e.al.ente
Entrado curvo
teto helicoidal
Flg. 12.32 Ciclone de alta eficiência, da
Aerovento Equipamentos Induslriais Lida.
Flg. 12.33 Ciclone tangencial.
Flg. 12.31 Algumas modalidades deciclones
segundo o tipo deen trada dear.
PURIFICAÇÃO DO AR 311
As Figs. 12.34 e 12.35 mostram coletores mecânicos de múltiplos tubos ciclones da Cottrell Inc., e
.Fig. 1 2.36 a pres en ta um de ta lh e de um dos tubos .
Apl ic am-se a p ar tí cu la s d e 7 a 25 micra, s endo o rend imento melho r p ara as p ar tí cu las maiores .
A HIGROTEC fabr ic a, na l in ha dos c ic lon es, o s s eguint es t ip os :
-
Ven tu ri -Clon e: Indú st ri as de fer ro e aç o; fundiçõ es ; i ndú st ri as qu ím ic as , i ndús tr ia de p rodu to s mine ra is ,
entre outras.
-
Aeroc lones: recuperação de pó de produtos manuseados.
-
Vor tex Towers: c omo coletor pr imár io ou p ré -s ep arador n a c ol et a de a lt a conc en tr aç ão de po ei ra s.
-
Spiro-Ciones: para grandes volumes de gases .
A ATA Combustão Técnica S.A. fabri ca o Mult i-Cycl one t ipo CP em 16 t amanhos, com capacidades
de sd e 70 mJ/min a té 1 .2 20 mJ/min. O rend imento p ara p ar tí cul as de 15micra ul tr apa ss a 99%.
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I I . ~
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I I n I
, ,
I :
Flg. 12.34 Multiciclones Cottrell da CONAMSA.
Fig . 12.35 Coletor mecân ico de múlti-
plos tubos ciclones, da Cottrell loc.
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312
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
,li
I
I
, i
Tabela 12.18 Dados docoletar de póEXCOL
Dimensõesprincipais Depósito
PURIFICAÇÃO DOAR
313
Dados técnicos
Flg . 12.36 Tubo c ic lone de um coletor
mecânico de múltiplos ciclones, da Coto
trell Inc.
12.8.2.3 Pequenos ciclones
Às vezes se usam pequenos ciclones para atendimento de vazões de equipamentos individuais ou de
conjuntos cuja carga poluidora não seja muito grande. É o caso do coletor de pó EXCOL da CONAMSA
(sucessora da Gema S.A.) (Fig. 12.37), fabricado nas dimensões indicadas na Tabela 12.15 e recomendado
para serragem, trabalhos de esmeril e politriz.
A Fig. 12.38 mostra o coletar de pó, modelo EXAS ST-50 da New Japan Indústria Metalúrgica Ltda.
Possui umciclone e uma bateria de filtros.
~
~
-
c:
J
..
.2
~
Q)
'. .;.
Vazão
(m3/min)
15
30
65
90
Potência
(cv)
1,0
2,0
7,5
10,0
Fig. 12.38 Coletor de pó portáti l New Japan, modelo EXAS-
ST-50. New Japan Indústria Metalúrgica Ltda.
~
~ '17 '.
I
[
I
I
f'....
D11
I ~ -J
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H
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' 'i:
i'l :.J~
~ ,
~#..I;:
/~-.J;,
..~
~
;).r
Flg. 12.37 Coletor depó EXCOL -GEMA:j~~ ' .
S.A. .~~. '.,
. .:;a.t.,:
Flg. 12.39 Captação de particulados de dois esmeris;
ligação a um ciclone e do ciclone a um filtro saco (para
retenção de partículas muito pequenas não detidas no
ciclone). (Torit Manufacturing G.)
Coletor
EXCOL
tamanho 0A
15 600
I' 30
600
1
65-
900
90
900
I
Capacidade
B H
0D
(litros)
600 1.800
125 110
600 2.250
200 110
900 3.250
275 420
900
3.700 350 420
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314
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Dados:
Dimensões: 1,40 x 0,60 x 2,30 m
E nt ra da: d iâm et ro 25 0 m m
Mo to r t ri fá si co : 5 h p
V az ão : 6 3 m 3/ mi n
V elo cid ade d o a r: 4 5 m ls
P re ss ão: 1 70 m m ca
P es o: 1 95 k gf
Uso:
Eliminação de pó de cimento, cal, borracha, grafite, plásticos, vidros, fibras, pintura a pó e de
p ro du to s q uí mi co s e m g er al .
12.8.3 Dimensionamento de
ciclone
É n ece ssá ri o e sco lh er- se p re via me nt e o m od elo d o c ic lo ne. In dic ar em os a s eg uir a s d im en sõ es p rin ci pai s I ~
d e u m c ic lo ne -p adr ão A d e a lta e fi ci ên cia e d e um c ic lon e-p adr ão B , de m éd ia e fi ci ên cia .
A dm it am os , p ar a s im pl if ic ar , o d iâ me tr o d c om o i gu al n os d oi s p ad rõ es e r ef ir am os a s d em ai s d im en sõ es
1
.
ao diâmetro, adotandofatores multiplicativos. .
A p rim eir a co is a a c alc ul ar é o d iâ me tro
d
q ue p ode s er ex pre sso em fu nçã o d a v az ão de a r Q p és3 /m in )
que entra no ciclone.
.
P ara o ci cl one -p ad rã o A :
P ara o c ic lo ne- pad rão B :
Q
=
300
. tP
pés3/min)
Q = 800 . tP pés3/min)
Achado
d
p ro cu ra mo s n a T ab el a 1 2. 19 o s f at or es m ul ti pl ic at iv os c or re sp on de nt es à s d iv er sa s d im en sõ es
h
do ciclone.
T ab ela 12 .1 9 F ato re s m ult ip li ca ti vos p ara o bt enç ão d as d im en sõ es d o c ic lo ne e m f un ção d o d iâ me tro
d
T ab el a 1 2. 20 C ic lo ne de t et o h el ic oi dal F ig. 1 2. 29 )
C ap ac id ad es c fm ) e d im en sõ es p ol .)
PURIFICAÇÃO DO AR
315
~
s
~
~
Fig. 12.40 Ciclone. Dimensões principais.
12.8.4 Perda decarga no ciclone
i E xi st em v ár ia s e xp re ssõ es p ar a a de te rmi na çã o d a pe rd a d e c ar ga e m u m c ic lo ne . I nd ic ar emo s u ma
n aq ual aparecem as d im en sõ es m arcadas n a F ig . 1 2. 40 , s en do as d im en sõ es em pés e um fator K que
ldependedo tipo de entrada e perda de carga Ap, em polegadas de água.
li
/1p
=
li:
121
.
h
.
If
L
~
K dz.. - -
d d d
12.2
= 0,5 para entrada simples sem guias
r = 1 ,0 p ara ent rada com g ui as ret as
. r. = 2,0 para entrada com guias expansoras
EXEMPLO I:U
; ;, . D im en si on ar u m c ic lo ne -p ad rã o c la ss e B , p ar a 1 0. 00 0 c fm d e a r c on te nd o s er ra ge m.
11)Diâmetro
d
=
~
Q =
~
10.000
= 3,5 3pés = 1,07 m
00 800
i ) De ma is d im en sõ es . P el a T ab el a 1 2. 19 , t em os :
h = 0,75
I = 0,375
s = 0,875
dJ= 0 75
L = 1,5
L = 2,5
x 1,0 17
x 1,017
x 1 ,017
x 1,017
x 1,017
x 1,017
= 9 ,7 62 m = 2 .5 00f t
= 0 ,3 81m = 1 ,2 50f t
= 0 ,8 89m = 2 ,9 16 ft
= 0 ,7 63m = 2 ,5 03 fI
= 1 ,5 25m = 5 ,0 02 ft
= 2 ,5 42m = 8 ,3 38 ft
Ii
:1
,
li
I
I
II
li
11111
II
I
Ciclonepadrão A
Dimensão
d h
I
S
dd
L L
Fator multiplicativo do diãme-
1
0,5
0,2
0,5 0,5 1,5
2,5
tro
d
Ciclonepadrão B
Dimensão
d h
I
S
dd
L L
...
Fator multiplicativo do diãme-
1
0,75
0,375
0,875
0,75 1,5
2,5
tro d
Capacidade
CFM
d
L
L
h
dd
S
a b c
d
500
37
15
33 5
10
12 8 7
8
3
1.000
44
21
40 7
14
16 11 10
11
5
2.000
54 30
49
10
20 19 15
14
15
6
3.000
63
36
57
12 25
22 18
18
19
7
5.000
75
48
68
16 32
28 24
22
24
10
7.500
87 60
78
20 39
34 30
27
30
10
10.000
97
68
87 23
45
38 34
32 34
12
12.500
105
75
95
25
50 42 38
35 38
12
15.000
114
82
103 27
55
45 41
38 42
12
20.000
127
94 114
32 63
51 47
44
48
13
25.000
139 105
125 35
70
57 53
49 54
13
30.000
151
116
136 39
77
62
58
54
59
14
35.000 163
126 147
42
84 67
63 59
64
14
40.000
173 135 156
45 90
72 68
63
69
15
-
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Os c ic lones são us ado s para a col et a de mate ria l pa rt ic ula do ou fib ros o.
Em geral, são de baixo custo, simples de projetar, consomem pouca potência, são de fácil construção
-,
e manutenção e podem ser usados para gases em temperaturas elevadas. Em contrapartida, apresentam ;-.
baixo rendimento para partículas inferiQres a 5 micra e desgastam -se rapidamente quando a poeira é de ' .,
a lt a dureza e e levada veloc idade. Pode ocorrer entupimento quando as poeiras forem pegajosas , h igroscópicas ~h
e em grande concentração. ~;
.~
~~
316
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Para o dimensionamento dq ci cl one indic ado na Fi g. 12.29 , podemos us ar a Tabela 12.20.
EXEMPLO12.1
Dimensiona r um ci cl one de t eto he lic oi dal p ara uma vaz ão de 10 .000 cfm.
Na Tabel a 12.20 obtemos o sval or es da s dimensões pr in cip ais ou s eja :
E XEM PLO n. 3
Suponhamos o ciclone do exemplo 12.1 e entradas com guias retas
(K
== 1)
tJ.p
12 x 1.250 x 2.50
~5,002 18,338
,5032
. 3,53' 3,53
37 ,50 ==4,00
== 9,369
'';''.,
,
/\>-
/ \.
/ .
/ (j)....
\ -.J
1 x
' >1>
4p == 4,00 pol. de água == 102 mm. ca.
Alguns autores calculam a perda de carga em função da veloc idade de ent rada do ar no cic lone , e
out r<?s, em funçãoda vazãode ar e dasd imensõesc ita~tados d ivergem bastan te ent re s i.
~
velocidade de entrada do a~e varia de~
12.8.5 Aplicações dos cidones
12.9 COLETORES ÚMIDOS. LAVADORES DE GASES OU TORRES LAVADORAS
12.9.1 Destinação
Des ti nam- se à c ap ta ção de pó ou de gase s po luente s r tt esmo em t empe rat ur as el evadas .
1
i'
1
1
Tabela 12.21 Contaminantes removidos em tor res l avadoras (cort es ia da HIGROTEC)
Ácido acético
Acetona
Álcoois
Amônia
Aminas
Nitrato de amônia
Sulfato de amônia
Soluçõcs de anodização
Soluçõcs de galvanoplastia
Vapores de benzeno
Ácido bórico
Bromina
Dióxido de carbono
Ácido crômico
Cloro
Cianetos
Formaldeído
Ácido bromídrico
Ácido clorídrico
Ácido cianídrico
Ácido Ouorídrico
Ácido sulfídrico SH2
NO-N02
Cloreto de sódio
Ácido fosfórico
Hidróxido de sódio
Dióxido de enxofre
Ácido sulfúrico
Uréia
Matérias solúveis em água
.
1 . 'UR,nCAçÁODOAR '
I
'
t
Quando se: t ra ta da captação de:pó. a lama ou lodo que se formam são removidos com fac il idade ,
. '~, podendo emcertos casos ser reaproveitado o pó, após secagem ou filtragem do mesmo em filtro-prensa.
, ' Tratando-se de gases solúveis, após a dissolução na água submete-se cada gás a um tratamento químico
t., própr io , a f im de ser oht ido um sal ou compos lo insolúvel , o qual é f il trado para remoção e dest inação
r
finalda pasta ou lama formada.
As torres lavadoras são usadas para a remoção de grande variedade dé contaminantes, entre os quais
J
' convémcitarosindicadosnaTahela
2 2
' 12.9.2 Modalidades de lavadores
.\ Existe uma grande variedade de colelores úmidos ou lavadores. Vejamos alguns tipos:
. . .) Lo, o, d, W ,, o ,1 I' . h,,). E.., . do,. umbémd ig,,'o po, 01~ , 'mido., ,,,do
quando a concen tra ção de pó é g rande e as part íc ula s são mai ore s de 10mic ra, mas a te nde ra zoavelment e
parapartículasde I a tOmicra.
'
A Fig. 12' .41é um esboço de um lavador de ar. O ar com poeira recebe água pulverizada, bombeada
do próprio , tanque do lavador. As partículas em contato com as gotículas de água caem, formando lodo,
que é periotlicamente recolhido. Um eliminador de gotas, semelhante ao que seusa em torres de resfriamento
de água, impede as gotículas de seguirem além do lavador. Os eliminadores são, em geral , fabricados em
resina de poliéster com fibra de vidro.
~
fl~
Eliminador
d e g ot as
Aspersores
~r
.
\/.\1 j
\/ \
-.. .
'-..
'-..
'-..
'-..
I
I
I
I
I
I
.1
I
,
I
r com
poe ira
-
.-
Fig. 12.41 Lavador de gases.
,- Por tinhola poro l impeza
----
- Perda de carga doar: 0,25 a I deágua.
- Velocidade do ar: 2 a 3,5 m . S -I
- Pressão nosaspersores: 1a 2 kgf /cm2
-
Vazão necessária de água: 5 a 10 gpm por 1.000 gpm de ar a 20'<:.
',-.~
y
~,.t'~
A Fig . 12 .42 representa t rês t ipos de coletor úmido. Em todos e les o ar insunado tem contato com
a águaanies de atingir a boca de saída docoletor. O póforma uma lama com a águae que, periodicamente,
é removida . Se for um gás solúve l, este se di ssolve na água , e a solução é submetida a um tra tamento
químico para a obtenção de um composto insolúvel.
A Engelopes Engenharia, Indústria e Comércio LIda. fabrica os lavadores de gases Engepac OIA (Fig.
12.43). O ar poluído de poeiras ou gases tóxicos, gorduras, aerossóis etc., ao entrar no aparelho, passa
primeiro na região dosbicos pulverizadores de água, onde as partículas poluentes impactal1)contra partíc;ulas
d'água com diâmetros da ordem de 20/50 micra. A seguir, a mistura de ar lavado e poluentes molhados
. passa por uma seção de inversão de fluxo e alta velocidade. As partículas molhadas se precipitam na
lâminad'água, na parte inferior do lavador.
A fim de eliminar as gotas d 'água remanescentes no fluxo de ar, bem como partículas poluentes ainda
existentes, o ar passa por uma chicana que deverá ser retirada e limpa periodicamente. Cada bicoconsome
de 15a 40IIh,conforme a pressão desejada.
O gráfico, Fig. 12.44,indica a perda de pressão emfunção da vazão de ar do lavador Engepac üL-1.
b) Lavador típo torrecom enchimento (scrubber). O ar atravessa, de baixo para cima, uma camada de enchi-
mento, que em certos casos lembra uma colmeia e é fabricada, em geral, de polipropileno, poliestireno,
'i .. f ib ra de vidro ou aço inox idáve l, a qual recebe o borrifo de água de aspersores colocados acima do
. . enchimento (Fig. 12.45).
; Õ'
d
==97 ==8,08 pé s ==2,46 m
L
==68 ==5,57 pé s ==1,70 m
L
==87 ==7,25 pé s ==2,21 m
h
==23 ==1 ,92 pé s ==0,58 m
db
==45 ==3 ,75 pés ==1,14 m
s
==38 ==3,17 pés. ==0,96 m
a
==34 ==2,83 pés ==0,86 m
b
==32 ==2,66 pés ==0,81 m
c
==34 ==2,83 pés ==0,86 m
d
==12 ==1
pé
==0,30 m
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 167/210
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Fig. 12.42 Modalidades de coletor úmido.
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11:
~ li
2000 3000400 0 &000 BO COOOCO
VAZÃO-g (m3/h)-
F ig . 1 2. 44 G rá fi co d a p erd a l 1e c ar ga , em
f un ção d a v az ão . d o l av ad or d e g ase s E n-
gepac OL.I, da Engelopes Eng. Ind. e
Com. L tda.
')
( c )
.' ig. 12.43 Lavador de gases Engepac OL. .
Aspersore
Fig. 12.45 Lavador com torre de enchimento.
8-
n himento
PURIFICAÇÃO DO AR
319
i><
fig.12.46 Eliminador de gotas. GEA do Brasil
IA.
Fig. 12.47 Enchimento, da Sulzer do Brasil.
As tor res com enchimento funcionam para as seguintes condições técnicas:
-
Tamanho das partículas: 1 a 5 micra.
- Perda de carga do ar : 1,5 a 3,5 pol. de água.
- Velocidade do ar: 1 a 1,5 fpm.
- Vazão de água: 5 a 10gpm para 1.000 c fmdea r a 20'C.
Í
c Ciclone úmido (Fig. 12.49). Vem a ser um ciclone ao qual é adaptado um sistema de borrifamento de
: á gua, de modo que as partículas tendem a escorrer pela superfície do coletor até a tremonha, onde é
, feita a coleta do material retido, sob a forma de lodo ou lama.
- Tamanhodaspartículas:1a 5 micra.
- Perdade cargadoar: 2.5a 6pol. deágua.
- Vazãodeágua:3 a 5gpmpara 1.000cfmdeara 2o-C.
~.'~
d) Ciclone úmido com ventilador (separador dinâmico). No interior do ciclone existe um rotor helicoidal
que comunica às partículas trajetórias que fazem com que sejam lançadas de encontro às paredes do
ciclone e, já umedecidas pelo borrifo dos aspersores, escoem para o fundo da tremonha, onde, formando
uma lama ou pasta, são removidas. Usa-se par a partículas de 1 a 2 micra. O consumo de água é de
I;i~
h
Ar
limpo
jdf-
I
TORRE DE ABSORÇÃO
COM ENCHIMENTO
Seporodor
de golas
Águo
n~~-~==:~='f.
00
~
,I.
:;
. .,
T ,t
1F~=~':.:jJ';-$ ~
Lama
11&.2.48 Torre com enchimento. da Humor do Brasil.
:.li
Fig. 12.49 Ciclone úmido.
ft
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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320 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Separador
de gotas
/
:I
t
:.
.
.
...
~ . -
,;
'1.~~
'jl
.~..~~.
Fig. 12.50 Separadores úmidos tipo orifício.
~,
'E.,
apenas 0,5 a 1gpm para cada 1.000cfm dear a 20'C.
e)
Separador úmido. tipo de orifício.
O ar, pela ação de venti lador de pressão elevada. passa pelo interior
de uma camada de água, antes de alcançar a bpca de saída do separador. Forma-se uma lama na parte
inferiore que, periodicamente,é removida.E uma variante dos coletoresmostradosnas Figs.
12.46
e 12.47. É usado para partículas de 1 a 5 micra. O consumo de água é de 10 a 40 gpm para 1.000 ~
I
cfm de ar a 20'C. ','
A perda decarga é de 2,5 a 6 de água. ', ';
f)
Precipitador dinâmico, tipo úmido.
Como mostra a Fig. 12.55.este t ipo decoletor úmido possui um rotor . l i
que lança para a periferia as partículas em suspensão no ar, as quais aderem a gotículas de água lançada
na ent rada do rotor po r um aspersor ou pulverizado r. A água com as par tí culas formam uma lama, que o i 'k
pela sua dens idade é recolhida em um reserva tór io de fundo cônico , de onde é remov ida . O ar l impo
sai pela tubulação à esquerda, na Fig. 12.51. São empregados para concentrações de pó inferiores a 1 i
grão por pé cúbico. A perda de carga é inferior a 25 mm ca. O rendimento é de aproximadamente .'
95% para partículas menores que 2 micra. O consumo de água varia de 0,5 a 1 galão por 1.000 pés ::.,
cúbicos de gás poluído. .:i'
g)
Lavador de gases Venluridro ou lavador Hidro-Venturi da Belfano.
A empresa Tecnoplás ti co Bel fano .
Ltda. fabrica um lavador-ejetor-depurador de gasesque realizatambém a retenção das impurezas e neutrali-
zaçáo e depuração das mesmas. O si stema emprega ventur is para formação de vácuo e arras te do ar'
pela água para o interior do corpo do exaustor. O rendimento é excelente.
A água bombeada em circuito fechado, graças aos venturis, proporciona uma depressão de aproxima-
damente 50mm ca.
Como se observa na Fig. 12.52, o ar ao penetrar no lavador-depurador Belfano recebe a incidência
do jato d 'água nosentido do escoamento e desce à câmara inferior contendo água, contra a qual impacta. ' t'
O ar em segu ida sobe ao longo de uma zona de turbu lênc ia , onde recebe jatos de água pu lverizada , i
~
agora, porém , em sentido oposto ao do escoamento. A água que vai à parte inferior do lavador é bombeada ~. '
de volt a aos e je~o re s Ven tu~i e ao s pu lve ri~ador es, es ta bel ec en~o- se ~ssim o c ir cui to fe chado a cima r ef er ido. .
.
':i
.
...
.
..
.
'
.
s lavadores H.dro-Ventun da Belfano sao fabncados em pohproptleno e podem trabalhar com gases até
,~~
9O'Ce até mais, se dotado de zona de pré-resfriamento. São fabricados nos tamanhos indicados na Tabela ~ ~
12.22 para vazões de ar de 1.000 a 30.000 mJ/h e até maior capacidade. .~. .
Se a concentração de gases ou vapores poluentes for muito grande, existe ainda a possibilidade de se ~
realizar uma pré-Iavagem no duto que desemboca no lavador.
O depurador-Iavador Venturidro Belfano funciona segundo o princípio de conservação da energia para
os líquidos (equação de Bernoulli) e a equação deTorricelli:
p . g . S = p. (V. - Vm)+ P, (V, - V..,I
onde,
i
:1
ii
~.,
p
= Diferencial de pressão estática (kgf . m'2)
g
= ~celeração da gravidade (m . 5'2)
S = Area da seção de escoamento (m2)
p. = Descarga-massadaágua(kg. 5'I)
P, = Descarga-massado gás(kg .Ç )
V. = Velocidaderealde ejeção(m . S )
Vm = Velocidadedamisturaágua-gásnocanal(m . 5 )
V
=
Velocidadede gásno canal(m . s )
PURIFICAÇÃO DO AR
321
s partículas
e o
oguo sõo descarregados
pelos e tremldodes dos põ s
l--
tê
B-~
y
..
;~:1
Entrodo
de orcom
i mp ur e t O S
Sõ
;'l
Saída de OQUD l amo
I~'
Fig. 12.5I Colelor-precipitador dinâmico tipo úmido.
Fig . 12.52 Esquema de funcionamento do
filtrolavador e depurador de gásHidro- Ven-
turi Belfano.
Exemplo:
Lavador Hidro-Venturi n Jn
Dados
.-
Vazão de ar 20.000 m~/h
Pressão total 175 mm ca
Pressão disponível _m--m m_m m m__ - 50 mm ca
Tabela 12.22 Dados técnicos do lavador Hidro-Venturi (Ventur idro) da Tecnoplás ti co Bel fano Ltda.
N.
1
2
3
4
5
6
7
8
<}
10
11
12
A
B
C
1.100
1.600
2.200
MODELOS ESPECIAIS
3.150
3.150
3.150
900
900
900
2
3
4
Capacidade
Altura
Diâmetro
Consumo de líquido
(mlh)
(mm) (mm)
(I/h)
3.200
3.500
900 5
3.600
3.800
900 6
4.000 3.800
1.000
7
4.800
3.900
1.100 8
5.700
4.000
1.200 9
7.600
4.150
1.400
12
9.300
4.350
1.600 15
12.400
4.450
1.700 20
15.000
5.500
1.800 25
20.000
5.850
2.000 35
25.000
6.000 2.200
45
30.000
6.000
2.400
55
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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322
VENTILAÇÃO INDUSTRIAl.
323
URIFICAÇÃO DO AR
permanências:
5,5m~/s = 1.375m) . S ,' por canal
~
4
1.375 m~ . s -
1
0,126 m2
2m
= 0 ,2 s egundo
11 m
. çl
11 m . çl
F as es I I I e I V
-
Impactação e espuma
Velocidadedesaídadocanal
mm.u m m.
11m.s-1
Velocidade final
m..m,_ u - -'mm.m ''' mm
O
Velocidade ascensional.mmm mm.m.mmmm 1,75 m . S-I
seV
-
Zona de turbulência
. Diâmetro 2.000 mm
Área --'--' ' '-- -- --' '''''''''''' 3,14 m2
Velocidade de escoamento
''''--'...mmm.m m..mm.
1 ,75 m . çl
~:,
1m
Tempo de permanência: = 0,57segundo
1.75 m . çl
Fig. 12.53 Hidro.Venturi Belrano tipo cjctor.
se
VI Torrespray
Área , 1,57 m2
Bicos pulverizadores --m u--.u.m-- 12
Vazãodeáguaporbico m_.mmm.m..
0,5 m.'/h
Vazão total mm u u--m. 6 m)/h
Altura u u'-- 2 m
Velocidade do ar . ..m.m m. 5,5 m' . s ' 1 -+- 1,57 m2 =
3,5 m .
çl
Permanência
_mm u--mm.mmn
2 m
.;-
3.5m
. S.I
= 0,57 segundo
~ ''j
'1
Vazão líquida aosejetores m.m---mm m.mmm. 120 m.'/h
Altura manométrica da bomba ','--m.m.m m m.-- 46 m ca
Relação IOwllíquido gtís
5,5m).çl
Liquido mm u---m 142 m'/h
Ar m m--u--mmm-- 20.000 m'/h
7 m' /l íq .lI .OOO m' de ar
aseI
-
Pré.lavagem
Vazão de ar 20.000 m)/h
=
Velocidade 8 m
.
çl
Diâmetro do duto
m.m..m.--mmm.m m m..
920 mm
Comprimento
'--' 16m
16
Tempo de permanência - = 2 segundos
8
12.10 TRATAMENTO DE GASES E VAPORES
,. Os gases ou vapores em solução gasosa necessitam de um tratamento em certos casos diverso daquele
~ue se emp rega pa ra névoas . poe ir as e pa rtic ula dos . Os re cu rso s emp regados s e bas ei am na :
Pulv eri zador es a c ada 0,5 m
Total: 32 pulverizadores
Vazão por pulv eri zador : 0 ,5 m~/ h
Vazão to ta l: 16m)/ h
-absorção,
- adsorção.
- condcnsação.
-:-incineração.
Fase
/[ -
Ação do ejetorVenturi
Vazão do líquido
mmmmmm--.m m--m.m.m--mm
120m.'/h
Pressão manométrica dabomba ' m--m--.mm.m 46 m ca
Potência do motor m..mmmm m m 30hp
Quantidade de ejetores
mm --, .--m.m..m m.m.
4
Quantidade de canais -- m.m 4
Diâmetro de cada canal
m m---m m 'h--
400 mm - área: 0,126 m2
Comprimentodocanal mmm' mm.m.m. 2 m
Relação líquido.gás --umm.mm ' mm.m._mm 6 m '/1.000 m' de ar
Vejamos em que consi st em estes processos .
12,10.1 Absorção
~;1
, Trata.se de fazer o gás passar ou ter contato com um líquido no qual seja solúvel. O solvente mais
COmumé a água . e a mas sa de gá s. pe la di ss olu ção . é tr an sfe ri da para o l íquido. Em ce rt os c aso s e sco lh e. se
. .umíquido lj ue r ea ja lj uimi camcnt e com o gás . c e st a so luç ão pass a por nova re aç ão com um produ to qu ímico,
d andocomo so lut o um compost o i ns olúvel . o qua l pode s er fi lt ra do e r emov ido , re apr ove it an cto 'se em cert os
jlasos o solvente.
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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;
c)
Torres de pralOs.
A torre possui uma série de bandejas ou pratos, dotados de furos sobre os quais são
I
;
.
'
Pressão
dispostos copos invertidos, que permitem que o gás ascendente borbulhe numa pequena camada de ~I atm (1k~f/cm )
solvente, que é lançado pela parte superior da torre.
:
21kgf/cm-
.~
Lavadores Venturi.
(Ver o item 12.9.2, g. Lavadores de gases Venturidro.)
Lavadoresde espuma.Sãoempregados r coletarpoeirase partieuladosfinosem geral, necessitando
fdeum pré-coletor que retenha previamente partículas grandes. Provocam a formação de espuma, pela
'~adiçãode óleo de terebintina à água numa dosagem de 0,001 galão de óleo para cada 1.000 pés de
'gása lavar.
~Paraevitar a expulsão da espuma do lavador, coloca-se um eliminador de gotas semelhante aos usados
I~orresde resfriamento de água.
324
VENTILAÇÃO INDt:STRIAI.
Os t ipos de equip amen tos que s e has eiam na ahsorç ão são:
a)
Torres de borrifo
(de
spray).
O gás cont ido no ar pene tra pe la par te infer ior de uma torre c il índ ri
.
no interior da qual aspersores espargem gotículas do solvente com tamanhos de 100a 1.000 micraca
dissolve-se, caindo numa hacia coletora, de onde é recirculado pormeiode umabomha atéque aconcentra~'-
Jf
exija o prosseguimento do tratamento com reação da solução gasosa com uma suhstãncia que proporcioa .
um produto final insolúvel. n
Dad os s ob re c âmar as d e b or ri fo :
Vazão de gás: a cima de 1.800 m'/min .
Temper atu ra do gás: 1 .000 'C reduz indo pa ra 15Ü 'C .
Velo ci dade do gás : 0 ,60 a 1 .5 m/s .
Perd a de ca rga : 25 mmH O.
Concent ração: acima de 5 grãos /pé' .
Água de recirculação: 0,26 a 2, 4 litros para cada m' de gás.
O solvente deve ser pouco volátil e possuir baixa viscosidade, pequena toxicidade, alta estabil idad
química, baixo custo e facilidade de ser encontrado no mercado.
Gds
,
.
Enchimento
o
t
J
LiquldoS
Condensodos
Fig. 12.54 Condensador de contato direto. Torre de borrifo.
b)
Torres de enchimento.
O gás atravessa, de baixo para cima, uma ou duas camadas de enchimento q?eu
assegurem a maior área de contato possível com a água despejada por aspersores no alto da torre, functo-
nando, portanto, em contracorrente . AsFigs. 12.45e 12.54mostram torres de enchimento.
As torres de prato são p referíve is às de enchimento quando houver tendência à formação dc
erta
quant idade de matér ia sól ida em suspensão no solvente, poi s as torres de enchimento poder iam f icar entuptdas .
Para gases em elevada temperatura e que vão esfriar na passagem pela torre em contato com a água,
as t orre s de p rat os s ão p re fer ív eis , pois os ef eito s de d il at aç ão e contr aç ão são pr ej udi ci ai s a o ench imen to
e comprome tem a i nt egr id ade da t or re .
Quando porém o sol ven te t ende a fo rmar es puma em so lução com o gá s, u sa- se a t or re de enchimen to .
Nas t or re s de ench imen to , a quan ti dade de lí qui do so l vent e é meno r que nas dos out ro s ti po s.
PURIFICAÇÃO DO AR
\
(
(
\.
325
-- ]--
~
. - r - Trê. ,uPo,:~~goro
, o
copo o f lxoçõo
:r.:: . -- i Bor rode Orl l; cl 05
(/
~
.~~
I
L- Prolo (fundidO)
I
{
~
.:r;>
J
.. 1
~ \ \f
/
)JJ
Borbulhadores
(Detalhe)
z
LiqUidO
LíqUido
Fig. 12.55 Torre de pratos.
Dad os s ob re I Or re s d e p ra to , s eg un do T re yb al:
Vazâo de líquido:
Inferior a 0,22pés /spor pé de diâmetro para torre em contracorrente.
.; \
. ,
E sp aç amemo e ) e mr e o s p ra Ia s:
Diâmetro da tor re d)
(m)
Espaçamento e)
(m)
Infer ior a 1 ,20
Infer ior a 1 ,20
de 1, 20 a 3,00
de 3,00 a 3,60
de 3,60 a 7,30
0,15 (mínimo)
0,45-0,50
0,60
0,76
0,91
P er da d e c ar ga p or p ra Ia
Perda de carga
0,005 a 0,008 kgf/cm
0 01 kgf/cm=
~
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328
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
PURIFICAÇÃO DO AR
329
f
É Ocaso, p~r ~xemplo, de um fluxo gasoso contendo vapor d 'água e poluentes gasosos às vezes
i
Existem condensadores de dois tipos:
odores desagradavels . como acontece no efluente de uma autoc1ave de cozimento de restos d
. : co. , .
Ao passar pelo condensador, uma parte dos poluentes e grande parte do vapor d 'água se con 'd 'e .a~lmals
IDecuntato indireto uu de superficie
Têm o aspecto de uma caldeira multitubular. A água de resfnamento
ser removido. Os gases restantes, carregando polucntes incondensáveis. são então tratados em U~sa6~-p(Jd.:passano interior de um feixe de tubos e os vapores em volt~ de~ses tubos se condensam ao lado da
mador , e como o vo lume f icou bem reduzido, o consumo de combust ível e asd imensões dos eq ,P . qUel arcaça Em ou tro t ipo é o vapor a condensar que passa no Intenor dos tubos e a água envo lve esses
são menores. Quando se empregam fil tros de carvão ativado para adsorção de vapores or
g
ânic ~Ipamento
{t
ubos.
A
á
g
ua nessa O
p
~raç ão de t ra ns fer ência de c alo r s e aque ce e é re sfr ia da numa t or re de re sfr iament o
.
1.11.1 1.1
- . . {s. podc-s . .
economIzarnaquanh a e e carvaoe em seutempo de vIdaprocedendo-sea condensaçãopréviad
[
circulando em CirCUitoechado. .
dos poluentes condensáveis. e part
De contaro direto uu de misrura
A água de res fr iamento ent ra em con ta to di re to com os vapores ou
(gases que se pretende condensar. . - ' . .
í Podem-se usar sistemas de Ventun. como os que sao mdlcados nas Flgs. 12. 57, 12. 58 e 12.59.
(
(
Orifícios de saída
de óguo no venturi
j ÁguO
12.10.4 Precipitadores hidrodinâmicos Centricap
I.
A aplicação da
centrifugação mulriven/Uri
no tratamento de emissões gasosas poluentes, utilizando os
~ncípiosmecânicos de mixação pós-líquido. foi desenvolvida no Brasil, a partir de 1968, pelo cientista
iUiseppeCapulli. Através do emprego da força centrífuga em rotares multiventuri. os
precipiradoreshidrodinâ
IcosCentricap
por ele inventados e fabricados pela Capmetal lnd. e Com. Lida. garantem um eficiente
,ntatoentre o ar contendo poluente e o líquido de seqüestro . oferecendo assim excelente solução para
purificaçãodo ar contendo os mais diversos tipos de poluente.
12.10.4.1 Princípio de funcionamento
\ Os precipi tadores hidrodinâmicos Centr icap constam essencialmente de um venti lador. de um rotor mul ti -
, in turi de centr ifugação. de forma cil índr ica. e de uma est ru tura envol tóri a f ixa.
Nas Figs. 12.60a, 12.60c e 12.601.1observa-se a disposição radia l de palhe tas do rotor des tinado a promover
deslocamento do ar contaminado.
Ao ser admitido no interior do precipitador. o ar experimenta o contato com o líquido aspergido por
l Í1a tomizador central . à razão de 0.5 a 3 l it ros por met ro cúbico de ar. Nes ta fase, processa- se o encharcamento
nmário das par tí culas. a condensação inici al e a umidi fi cação da cor rente gasosa.
.
(
I
-
Fio
Fig. 12.57 Lavador Ventun.
-
ás
Gás
PRECIPITADOR
HIDRODINÃMICO
,CENTRICAP
.
t
~ -~~oo
~ .
<::1
ASPE
i( :
spersor
i;
Jj
I
'
1/: .1
aixa Separadoro
-
A gua
AR~moo
O
c::J
=
(
(
(
I
MOTOR ELÉTRICO
r l mpo
\
111
,
RE;5ERVATÓRIO DE
LIQUIOO RECIRCULANTE
. 'Ig. 12.58 Lavador Jet .
Fig. 12.59 Venturi simples.
Fig. 12.60a Precipitado r hidrodinâmico
Centricap.
(
(
(
(
'L .
j
A'gua
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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330 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Mixação inierna
de ãs e íquido
_o. ..-'\,':--. j.: I .
= ==-~ j//;~
// .
-'~~~~~~~
I
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--:.::: .. - ~ O)
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- i'( ,\ . .. . - . ~4
=-:
~
....\ ,'. '.:=
d
(, \ . ' ....
- ~ . . ,
Fig. 12.60b Detalhe do rotor interno.
A mistura ar contaminado-líquido é a ce ler ada centr if ugament e no s ent ido da per if er ia do r ot or, s ubdiv i-
d indo-se e favorecendo a quebra da coesão dos poluentes e a travessando. em seguida , a parede mul tiperfurada
do rotor cil índrico.
Ao atravessar as múl tipl as per furações com o per fi l t ipo venturi , a mis tura gás -l íquido ace le rada centr ifu-
g ament e so fr e a máx ima p re ss ão de cont at o. Os f enômenos envo lv ido s nes ta f as e do pr oce sso s ão :
PURIFICAÇÃO DO AR
331
Fig. 12.60d Vista doventi lador e dos
orifícios tipo venturi do rotor anular.
. c ar re amen to de par tí cu las po r af in id ade de den sid ade;
. condensação forçada de névoas e vapores ;
. neutral ização e /ou solubíl ização de gases .
12.10.4.2 Características e vantagens dos precipitadores hidrodinâmicos Centricap
. Aplicam-se a gases, vapores. particulados e fumaças ocorrendo isolada ou concomitantemente.
. Dimensões reduzidas, devido ao menor tempo de permanência dos gases no interior do equipamento.
.Capacidade para deslocamento do ar contaminado na faixa de médias pressões (50 mm c.a.). graças
à inclinação que se pode dar às pás do rotor de centrifugação.
. Elevadoendimento.a conseqüência da engenhosa aplicação dos princípios da mecânica dos fluidos
e dos fenômenos de absorção. adsorção e condensação em que o equipamento se baseia.
12.10.4.3 Modelos
I; Ij
:
A tabela 12.24 indica as grandezas correspondentes aos oito modelos que cobrem a faixa de 2000 a
.000 m3/h. Para vazões m aiores, usam-se equipamentos em p aralelo. .
Tabela 12.24 Característ icas técnicas dos precipitadores hidrodinâmicos
Cent ri cap da Capment al Ind. Com. Lt da.
Flg. 12.60c Precipitador hidrodinâ. '
micoCentricapvistode cima.
A mistura projetada por rotor recebe. em seguida. um segundo ataque. através de aspersores dispostos
no espaço anular entre o rotor cilíndrico e a caixa. . U
Por efeito de expansão, dá-se. então, a separação gás-líquido: o ar tratado é descarregado para o exterior
e o líquido contendo o poluente vai ter a um tanque dotado de disposições construtivas que promovem
uma separação primária dos poluentes. Assim. o líquido que é recirculado pela bomba se encontra em menor
grau de poluição.
I
'
Pode-seter necessidadede adicionarà águaprodutosquímicosadequadosà obtençãode neutraliz~çâo~
de c er to s po luente s. Ness as r eações ti po ácido + base = sal + água. o precipitador hidrodinâmico Centrlcap .
tem-se revelado eficiente reator gás-l íquido.
P~ra a remoção de par ti cu la do s g ros se iro s e pr é- umid if ic ação e condensa ção de vapore s. podem.s~ us~r .
antes dos precipi tadores hidrodinâmicos Centr icap , Cic lones. Plenum de Expansão e Lavadores convenciona is .
.Peso com Inotor~ não est á computado peso do tanque de r ec ir cu lação de l iquido . que t em seu volume determinado
pela aplicação em questão,
12.10.4.4 Materiais construtivos
~
Usa-se o aço inoxidável AISI 304, 316 L, o polipropileno e a resina Derakane. conforme a temperatura
~anatureza química dos poluentes.
~é,
~t
Vazão (m'/h)
Pressão
Potência Peso
Modelo
Ar
Líquido
(mm c.a.)
(CV)
(kgf)
Hidrocap 2000
2000
01 20
01 40
Hidrocap 5000
5000
02 50
02 50
Hidrocap 7000
7000 03 50
03 80
BCV 8/15 8000/15000
4-6
32-60
05.10
110
BCV
25/35 25000/35000
4-8 44-60 10.25
270
BCV 40/60 40000/60000
15-20
40-60 30-50
400
BCV
80/100
80000/100000
20-30
40-64 50-100
940
BCV 100/ISO
100000/150000
30-40 40-66 10O.ISO
1900
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332 VENTILAÇÃOINDUSTRIAL
12.10.4.5 Emprego
.Cozinhas comerciais e industriais.
.Indústrias químicas e petrolíferas.
.Indústrias farmacêutica, têxtil, alimentícia, de papel, cerâmica, bebidas, celulose. cimento, tintas etc.
.Siderúrgicas.
. Termoelétricas.
. Destilarias e refinarias.
12.10.5 Incineração de resíduos gasosos
A combustão incompleta de combust ívei s provoca a formação de poluentes como o monó) [ido de carbono,
ful igem, ácidos orgânicos , h idrocarbonetos não-que imados , a ldeídos e tc .
Os combust ívei s que contêm en) [ofre dão origem aoS02' d ióxido de en) [ofre, considerado um dos princ ipai~
polu ent es . A re ação do n it rogên io con tido no a r, em p roc ess os d e combust ão , conduz à fo rmaç ão de óx ido s
de nitrogênio, poluentes também de muita nocividade.
J
Podem-se submeter estes e outros gases a uma nova queima que deverá ser completa, de modo a serell}
obt idas substâncias menos tóxicas e que , l ançadas na a tmosfe ra , ofe reçam pequenos r iscos e inconveniente$
à saúde humana e à ecologia, de um modo geral.
Emp regam- se , n a i nci ne raç ão dos ga ses e vapor es, o s pós-queimadores de chama direta os queimadores
catalíticos e os flares .
Os pós-queimadores de chama direta submetem os gases que neles entram com velocidades de 5 a 8
m/s a temperaturas que vão de um modo geral de 500 a 1.000'C, conforme o gás ou fumaça. O fluxo gasoso
é submetido a estas temperaturas durante um intervalo de tempo de 0, 2 a 0,5 segundo, para que a queima
seja completa.
Os pós-queimadores catalíticos são const ituídos por uma câmara contendo um lei to de catal isador a tr avés
do qual se f orç a a pa ssa r o gás, v apor ou po luente c ombus tí vel .
A fi na li dad e do ca ta lis ador é aumen ta r a t a) [a de combust ão s em par ti ci pa r quimic ament e d e nenhuma ; >
reação com o efluente gasoso. ;'.'
A çombustão catal ít ica envolve uma sér ie de fenômenos f ís icos , como a difusão das moléculas reagentes
através de um filme fluido estagnado que envolve o catalisador; a adsorção dos reagentes na superfície do
catalisador; a adsorção dos produtos de combustão que se formam; e a difusão desses produtos no flu)[o
gasoso.Ocorretambémum fenômenoquímico,que é a oxidaçãodos reagentes. ;
Como o fenômeno de adsorção é e)[otérmico, fornece a energia necessária à combustão dos reagentes,
que se encontram em elevadas concent raçôes na super fí ci e do catal isador .
O f lu )[ o gaso so deve a ti ng ir o le it o do c at al is ador numa tempera tu ra c ompr eend id a ent re 350 e 550'C.
Par a que at in ja e st a f aix a de temper atu ra , pode v ir a s er n ece ssá ri o p ré -a quec er o gá s, o que às v eze s se r ea li ia
queimando gás combustível.
12.11 FILTROS ELETROSTÁTlCOS OU ELETROFILTROS
12.11.1 Princípio de funcionamento
,\1
. A precipitação eletrostática é um processo físicosegundo o qual uma partícula contida num fluxogasoso~
é carregada e le tr icamente e , sob a inf luênc ia de um corpo e lé tr ico, é separada da corrente gasosa. . '
O sistema que realiza esta ação consiste em uma superfície coletora carregada positivamente (ligada
à terra) colocada próximo de um eletrodo emissor, com carga negativa. '
Devido à elevada tensão, imensa quantidade de elétrons saem do fio e bombardeiam as moléculas de, ;
gáspró)[imasao mesmo. A potência deste bombardeio forma íons gasosos positivos e negativos, cuja presenç~.~
se evidencia por um halo azul visível (efeito corona ). .' . .
Os íons se deslocam para os eletrodos de carga oposta aos do fio devido ao intenso campo elétrico t .
formado. Os íons positivos voltam para o fionegativo e recuperam seus elétrons perdidos; os íons gasosos
negativos se dirigem para o eletrodo ligado à terra (positivo em valor relativo), o que faz com que a passagelll,x
do gás fiq~e inundada de íons gasosos negativos. Estabelece-se assim uma corrente de íons gasosos negativo~
entre os fIose as placas. '... ,..
À medida que as partículas de poeira conduzidas pelo gás atravessam as passagens, elas se chocam'~
com os íons gasosos negat ivos e ass im se car regam negat ivamente .
Como
os íons gasosos são imensamente'$i; ,:
mais numerosos e muitíssimo menores que as partículas, por menores que elas sejam, haverá suficient~:-'
cargas elétricas para solucionar quase todos os problemas de purificação de ar com poeiras.
As partículas de poeiras carregadas negativamente se dirigem rapidamente às placas de potência ig
à da terra, e ali se prendem, retidas por i~tensas forças eletrostáticas.
I I I I I
~
_:: --Fio de Alia Tensão
.. .. .. .. -
cargo. )
I I I I I ~
.. .. .. .. - ':'
S~/Idt~o~~ ar
I I # I I I
~
P laca col et ora l igada aterro Q~QO
+ )
PURIFICAÇÃO DO AR
333
I I I I I *
0.-
..
o
-
;
::
o
u-
.,
4
'.
Fig. 12.61 Princípio do precipitador eletrostático.
As partículas de poeira formam sobre os eletrodos uma camada que vai aumentando de espessura e
que vai cada vez mais oferecendo resistência à passagem da carga para o eletrodo terra. Esta resistência
d a poei ra à p ass ag em da corr en te d enomina-s e re sis tiv idade da poe ira . Os fi ltr os e le tr os tá ti cos func ionam
bem pa ra poei ra s c uj a r esi st iv id ade se ja da o rdem de \O ' a 10 ohms. ce ntímet ro .
Quando se f orma uma camada de poeir a de I a 6 10m, a s pa rtíc ula s d e poei ra mais p róx imas do s el et rodos
já perderam uma grande parte de sua carga sobre a placa ligada à terra. A atração eletrostática se torna
mais fr ac a. As part íc ul as d e poe ir a que mai s re centement e v ão chegando e s e depo sita ndo con ser vam melhor
su a ca rg a, uma vez que es tã o e let ri cament e is ol ad as d a p la ca pel a camada p ro te to ra d e poe ir a, o que permite
que a total idade da camada f ique aderente ao e le trodo.
Com uma pancada seca c onsegue-se provocar o descolamento da camada de poeira, de tal modo
t que os f ragmentos sej am relat ivamente grandes e nunca nas dimensões da poe ira que penet rou no equipamento .
~, Sob a ação de seu peso ou de d ispos it ivos e le tromagné ti co s, v ibradores ou ba tidas nos cole to res, os
,)~ fragamentos caem numa tremonha, onde se acumulam e periodicamente são removidos.
A Fig. 12.61a mostra como um precipitado r eletrostático remove particulados dos gases ao passarem
porele.
Suporte dos elementos
de A lt o T en só o
Isoladores de Alto Tensôo
Selagem do C)ás
-
Cab o A lt o T en são
Placas coletoras
ligados o terro{+}
Alimentoçdo 1m
Corrent.Alternado
{
Eletrodos de descorgo
(.)
.~
Póou n4voo condensoda no
paredl do precipitador
P esos tensores
C ol et or d e p ó -
Fig. 12.62 Precipitador eletrostático de alta tensão. O
eletrodos de descarga (normalmente negativo) opera
com 30.000 a 75.000 volts. As lâminas coletoras são
geralmente aterradas.
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r
~_..) t ,p
~ .~. Resistividade OU resiSlência específica é a r esi st ên cia o fe re cid a à pa ssagem da co rre nt e por um conduto r
: ,~o mater ia l considerado, com um mil ímet ro quadrado de, seção t ransversal e um centímetro de compr imento .
tEexpressa em ohm.cm (O. . cm).
ti' A resistividade das partículas é da maior importância para o projeto e quanto ao funcionamento dos
,~~ ;ifil tros eletrostáticos. Consideremos três hipóteses:
1a) As par tí culas p~ssuem baixa resistividade (portanto, boas condutoras), p . ;; 10 'O . . cm.
, Ao atingirem o coletor aterrado, perdem rapidamente sua carga elétrica, ficando com carga positiva.
, Quando as forças moleculares de atração entre eletrodo positivo e partículas forem fracas,.as partículas
~, acima de uma certa camada não seaglutinam, soltando-se em direção ao fluxoda corrente, recarregando-se
- '. t. em outro eletrodo negativo, e este recarregamento e reprecipitação na corrente ocorre até que, saindo
d dente de serra a f im de que com o fenômeno de pon tas criado pela a lt a tens~o .aphcada as pla~a§ 1 , da zona de inf luênc ia do ele trodo coleto r, escape para a a tmos fera . As part ículas de carvão têm baixa
( :. 000 V) o arse ion izedev ido à 'e levada concent ração das l inhasda força do campo ele tr lco. - . i r res ist iv id~de .' :Iasquando seu d iâ~etro é g rande, a força de a ração molc ;cular~p:quena e não permite
As~rtículas poluentes ficam assim polarizadas, e passando em seguida entre as placas, sao atral?aS, i ~ sua aderencla as camadas de partlculas sobre o eletrodo pOSItiVO,Elas sao entao hberadas e entram no
A rt'P I tidas nas lacas das células escorr em para o fundo do aparelho: onde eXistemdua~ caixas. .. f luxo ,gasoso s em serem retidas.
d s p~ t lCUas ~:vem ser l impas period icamente. Ascélulas são l impas po r imersao e~ tanque com solvente: E por esta razão que quando osgases possuem par ti culados de carvão de dimensões cons ideradas
( co)ed:s~~:raxante apropriado conformeo caso, seguido dejateamento dear compnmldo. .11 ', grandes, deve-se uti lizar pré-coletor para remoção dos mesmos, O rendimento dacoleta então melhora.
e ou '..,. . jb)Aspartículaspossuemaliaresistividadeportantomáscondutoras):p > 2 X 1012O.' cm.
9 As partículas formam camadas so~re a superfície do ektr?do pos.it vo com espessura que pode variar
'
de 4 a 12mm, Esta camada de part lculas com alta resl st lvldade di fi cu lt a a passagem da corrente do
'.'
00micra. .'li , eletrodo de.descarga (-) para a superf,íciedo cole or (+). Cria-se~assim,um elevado diferencialde
- P~elfas.parl1~ulas de;O ~a I ar Elas se aglutinam sob a forma de gotlc ulas que caem '~potenclal eletnco entre a camada super ficial de partlculas e a superflcle do eletrodo coletor , que cresce
- Nevoas: par tl culas hqu l as suspensas no .
.
~- até chegar a um ponto em que o gás que preenche os espaços entre as partículas também se, i oniza,
.
nat efon~~:d I' 'd formadas pelacondensação deum vapor.,Alguns fumos metal~r; . .1 ' produzindo centelhas e emissão deíons posit ivos, que afetam a coesão das partículas aderentes aocoletor,
- Fumos: parl1cua~so I as~u'
d
lqul
d
as.
co
e
C
humbo formam camadas de densidade muito baixa il'9,. ,,~ possibilitando sua desagregação e lançamento no fluxoe, daí, para a atmosfera,
gICOS,ais como OXIos :
zm, ,; 1
334
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
É interessante observar que no precipitad~r eletrostático as forças elétricas são aplicadas somente às 'Í í'f
partículas em suspensão, Nos métodos mecânicos, a corrente gasosacompleta é submetida às forças aplicadas
resultando em um maior consumo de energia que nos eletrostáticos.
A Fig , 12.63 mos tra um pr ec ipi ta do r el et ro stá tic o Engepac ER da Engel ope s Engenhari a Indús tr ia e
Comércio Lida. , para poluentes l íquidos e gasosos e vazões de até 8.000 m3/h. A alta tensão é ob tida po r
meio de um conjunto transformador-retificador em onda completa. Um dimer proporciona uma regulagem
fina na tensão de alimentação das placas.
Em cada módulo são introduzidas duas células de alumínio, sendo alternadamente uma posit iva (+)
e outra negativa (-). As arestas das placas posit ivas (por onde entra o fluxo de ar poluído) são em forma
Fig. lZ.63 Célula do precipitador,
eletrostático Engepac.
Fig. 12.64 Célula Honeywell,
12.11.2 Aplicação
iI .
...,
' Jt,.-,
'
; ,-:1i'
PURI FICAÇÃO DO AR
335
'''\'I
,,{>
j
eletrodo coletor, as quais se rompem na operação de limpeza, formando flocos fofos que,
ao invés de precipitarem, acompanham o fluxo da corrente. ,
Os precipi tadores e le tros tá ti cos t êm sido usados em fábri cas de c imento , t ermelé tr icas , aci ar ias, f ábri cas
dece lu lose e papel , fundição de metai s não-fer rosos, fábri ca de ácido sul fúri co e ref il u ias (gases dos s is temas
deregeneração catal ít ica) . São usados também em cer tas coi fas de coz inha .
Os filtroseletrostáticossedividemem:
a)
de alia tensão
40 a 100 kV, sendo comuns de 50 kV;
. b) de baixa tensão de 10 a 25 kV;
c) de simples estágio de uso indus tr ia l, de f luxo ver ti ca l ou hor izonta l:
. tubular- defluxovertical,
.em placas;
~
d)
de dois estágios.
de uso comercial e , em geral , de f luxo hor izonta l.
.
12.11.3 Condiçõesde funcionamento
10.11.3.1 Dimensãodas partículas
:/
H ~
De 0,1 a 100 mic ra.
11'
. .Q
j,+
10.11.3.2 Velocidade de escoamento
&:.
;;.. Em geral, de 2 a 4 m/s para permitir um tempo de decantação suficiente, Velocidade grande pode
r
não dar t empo ao gás par a ioniz ar- se e poder ia a té re vol ver o pó acumulado na t remonha.
4'
10.11.3.5 Resistividade
10.11.3.3 Perda de carga
É muitoreduzida,da ordemde 2,5a 12,5mmHp.
10.11.3.4 Rendimento
1.. ::.
. t ;.~
O rendimento em peso de material coletaao em relação à poeira to ta l que ent ra no f il tro var ia de
i ' 95 a 99% , o que revel a a ef ic ác ia dess e t ipo de fi lt ro .
. '\f~J
IJ.J
f.~
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336 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
° fenômeno acima çjescritotem o nome de
pack-corona .
Consegue-se evitar que ocorra
back-corona
introduzindo agentes químicos condicionadores capaz
de reduzir a resi st ividade a menos de 2 a O' f i
.
cm, pela formação de um filme monomolecular sobes
as partículas. re
Para partículas de natureza
ácida
usa-se a amôn ia e a t ri eti lamina , e para as de natureza
búsic-
o ácido sulfúrico e o SO, ou o cloreto desódio.
a
c) As par tí culas possuem média resi.~lividade: 10' < p < 2 X 10' fi
' c m.
São as mai s adequadas a serem colet adas em f il tros e le tros tá ti cos.
Consideram-se como l imites de res is tividade para colet a efi ci ente nos e le trof il tros :
p = 10-~ (carvão)
p
= 10 (pó de calcário, cimento)
10.11.3.6 Temperatura
A tempera tura inf lu i sobre a res is ti v idade do gás , conseguindo-se em geral bons resul tados para t empera-
tu ra s compre end ida s ent re 90' e 200'C.
12.11.4 Tipos de precipitadores eletrostáticos
Podem ser
a)
Precipitadores secos.
O sistema elétrico é dividido em seções de barramento, cada
seção
representando
qualquer parcela do precipitador capaz de ser energizada separadamente. Um conjunto de seções dispostas
no sentido do escoamento do gás constitui um
campo.
Com um
campo
consegue-se até 90% de eficiência; com
dois campos
cbega-se até 97%; com três, até
99%; e com quatro ou mais campos ultrapassa-se 99%.
A
célula
é um conjun to de seções de barramento d ispos tas em para le lo. O número de células deve
Cubículo do transformador
~ e retificador
~
. Vibradorarasoltar
.L parUculasaderentesaos
II~ . , .. ./ e 1e tr oc lo sd e d es ca rg a
.,)<
I
J ~- AgitadorOrmpulsomagnético
~ ~ doseletrodoscoletores
~ .J paraso lt aro póaderen te
Armaç ao supor te d os
e le tr od os d e a lt a
tensâo
Placas de e letrodos
_ Ores
P esos le nsor es d os - / //
r~
Bl8l1'Iesoseletrodos. /
para mantê40s na
vertleal
Flg. 12,65 Precipitador eletrostático seco CottreU com eficiência até 99,99% (representado no Brasil pela GEMA S.A.
- CONAMSA).
PURIFICA ÇÃO DO AR
(
(
337
'
I
I.
[, tal que, com a interrupção de uma delas para remoção de pó ou reparo, o rendimento do precipitado r
jo seja muito afetado.
i Adota-se , em gera l, um circui to independente em alta tensão servindo a cada 725 m2de superfí cie
óletora.Cada 100m2de superfície coletora requer 60 mA (miliampêres).
11
Precipitadores úmidos.
São os ideais para remoção de névoas ácidas ou oU,trassubstãncias que possam
'~ser coletadas em uma solução ou suspensão líquida. São também úteis para poeiras de resistividade alta
;ou mui to ba ixa, desde que o processo não seja afe tado pela coleta úmida de poeira. Há casos em que
, a poeira pode ser removida da superfície do coletor somente pela lavagem da superfície, e neste caso
, o prec ip it ado r úmido é a so lução e le tros tá ti ca indicada , a não ser que se use out ro método (fi lt ro de
, saco, por exemplo).
O precipitado r úmido é até certo ponto similar ao seco, porém possui nebulizadores ou aspersores de
jua que , contínua ou per iodicamente, l avam as super fí ci es coletoras e os e le trodos de descarga.
j' Em geral,porémsão projetadosconstituídospor umasérie de tubos em paralelo, cada qual contendo
úni co e let rodo de des car ga em seu c en tro . Os gas es s e e le vam ve rt ic almen te no t ubo , e a névoa co le tada
oa ao longo da supe rf íc ie do t ubo a té a t remonha . É nec ess ário uma l avagem peri ód ica .
,
12.11.5 Vantagens e desvantagens dos filtros eletrostáticos
12.11.5,1 Vantagens
- Alta eficiência na coleta de partículas entre 0,1 e 100micra.
; - Reduzido custo de operação e demanutenção (0,2a 0,6 cv/I.OOOpés~/min).
~ - Tratamento de grandes vazões degásem temperaturas elevadas (p. ex. : 7 .000.000 m /ha 500 C).
i - Perdade pressãonoescoamentomuitobaixa.
~
-
Possibilidade de adaptação de células adicionais.
~
12.11.5.2 Desvantagens
::;
\
~ -
Custo inicial elevado, principalmente para vazões muito grandes.
:
-
Só s erve para mat er ia l p art ic ul ado , embor a és te po ssa se r mui to f ino.
- Espaço ocupado grande.
li:
~ J
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o ani dri da -s ulf ur osa é um gás i nc ala r, n ãO ' in fl amável e que s e f arma dur ant e a c ambustã a de cambus tí vei s
f óss eis , na ta damen te a c ar vãO ' e a ól eO ' c ambustí ve l, c ans ti tu inda g rave p rablema nas si der úr gic as e centra is
termelétricas.
O enxafre (S) acha-se presente na carvãO' mineral sab a farma de pirita (sulfureta de ferra), sob a
farma orgânica e de sulfato (em pequenas quantidades).
O anidr ida sul fu rasa farma-se na cambus tãa da carvãO'e óleas impuros ; é um gás tóx ica que deve t
.
.
Para a SO) temas a seguinte base para canversãa entre ppm e ILglmJ:
ser remavida e tratada. O petróleO' bruta cantém quantidades variáveis de enxafre. O pracessa de refinaçãO'
J
deixa a maiar par te da enxafre nas f rações de dest ilaçãO' mais pesadas, de mada que a teo r de enxafre 125 Ce 760 mmHg - I ppm
=
2.620
ILg/m'
no óleO'cambustível residual chega a atingir de quatro a seis vezes a da óleO'bruta. O gás natural de poços 1O Ce,760 mmHg - I ppm = 2.860 ILg/m
de petróleO'cantém em geral teares muita baixas de enxafre. Uma grande fante paluidara de S02 é a fusão .lLg/m'= 3,5 x 10-.ppm(emvolume)ao-ce 760mmHg
de minériO' de cabre. Em certas casos, para cada quilagrama de cabre praduzida farmam-se dois quilagramas ~ -
de S02' j 13.2 EMISSAO DO ENXOFRE
Castuma-se designar par SO misturas de S02e S03existentes na atmosfera. Devemas fazer umadistinção
entre as teares máximas admissíveis de S02 no interiar da indústria ande trabalham as operárias e aqueles
nas circunvizinhanças da indústria, até ande os gases tóxicas que saem das chaminés padem cbegar, paluindo
a atmasfera ambiente.
Cameça-se a sent ir a adar de S02 quandO'a concen traçãO'a tinge 0,5 ppm. O gás passui um odor
irritante típica .
O American Canference Gavernmental Industrial Hygienists publicou, em 1985, nava tabela de valores
limites detalerância (TLV) para a S02 nolacal de trabalha.
Os valores sãO'as seguintes:
.TLV-TW A (Time Weighted Average) -c ancen tr açã a pa ra uma j ar nada de tra bal ha de a it o hor as e s emana
de 40 haras: 2 ppm a 5 mglm3.
i
I
I
II
I
3
Remoção e Eliminaçãodo S 2
Sulfuroso
Anidrido
13.1 NATUREZA DA QUESTÃO
.TLV-STEL ( Sho rt Term Exposu re Umi t) -cancentração para a expasiçãa máxima de 15 minutos, com
intervalO ' de na mínima uma hara e na máxima quatrO' vezes par dia: 5 ppm a 10 mglm3.
REMoçÃO E ELIMINAÇÃO DOSO, - ANIDRIDO SULFUROSO
339
O anidrida sulfurasa pade causar também danos à vegetaçãO'a partir de 0,3 ppm, e em alguns vegetais,
atémesma a partir de0,1 ppm. Uma expasiçãa pralangada aO'S02 acasiana carrasãa em metais e deteriaraçãa
~t in tas e tecidas e acidificaçãa da sala e das águas de rias e lagaas.
~
Pela ação da venta as campastas sulfurosas emitidas em uma lacalidade podem ser deslacadas para
giõesa centenasde quilômetros.Padem entãO'precipitar, afetandO'a vegetaçãO',a sala e as águas.A
l
CÍdificaçãada sala é altamente prejudicial à vegetaçãO'de um mada geral , e a acidificaçãa nas lagaas e
- aosé pre judici al à vida dos peixes e aut ras animais au vegetai s aquát icas .
I
'~ A ~PA - U.S.Enviranmentalrat~ctianAgency,órgãO'e prateçãaambientalnasEUA,estabeleceu
Qssegul ll tes t eores de cancent raçãa amblental de SO>.:
~
Tabel a 13 .1 Cancentr aç ão amb ient al d e S02 s egunda a EPA
r
'j
::
: 1
:
Cerca de 75 a 100 mi lhões de tane ladas de enxafre sãa lançadas anualmente em toda a p lane ta , e
lde20 a 90 toneladas de nitrogêniO',em canseqüência de atividades humanas (dados referentes aO'ano de
1983),e assim praduzidas:
.
.:..queima de carvãO' representandO' 60ck da enxafre:
, ;: que ima de der ivadas de pet ró leO' : 30%;
.;: .autros pracessas industriais: 10%.
,
A queima de cambustível nas centrais elétricas e industriais representa 75% das emissões de enxafre
nOspaí ses da Camunidade Ecanômica Eurapéia. Calcula-se que na Alemanha Ocidental as centrai s t érmicas
t as indús tr ias l iberem cerca de 3,5 milhões de taneladas de enxof re anualmente.
Casa os países da Europa queiram reduzir à metade suas emissões atuais de enxafre (cerca de 5,9
, lIIilhões de toneladas de enxafre em 1983) nos próximas 10 a 25 anas, mediante o cantrale das emissões.
dascentrai s de e le tr ic idade térmicas canvenciana is , i stO'carrespander ia a um inves timentO' da ardem de 10%
doscustos cam a geraçãO' de eletricidade.
A revista Power publicou, em setembro de 1974,um trabalha de Thamas C. Elliatt, na qual alertava: ' 13.3 CHUVAS ÁCIDAS
Uma ta;;.~ :e S02 ambiental de 0,03 a 0,11 pp~ (80 a. 2 7~ ~glm3), em média a cada 24 haras, pade : Anualmente a precipi taçãO' mundial é da ardem de 110 mil qui lômetras cúbicas de água. Os gases anidr ida
provocar daenças crônicas e mesma agudas das VIaSresplratanas. Teares de 0,20 a 0,40ppm (500-1.000 Stllfurasae óxidas de nitrogêniO',através de reações químicas e em presença de luz salar. transformam-se
ILglm3)podem desencadear, emprazas maiares ou menares, p rocessas de desenlace fata . emácidas sul fúr ico, ni trosa e n ítr icO',o s quais , di ssa lv idas e d iluídas na água , p recipi tam-se sab a farma
dechuvas ácidas. .
.. As chuvas ácidas.dizimama fauna aquática, destroem plantações, carroem edifíciose representam ameaça
I.saúde. Cerca de 10milhões de quilômetros quadradas em várias regiões da Europa e América da Narte
lsencantram afetadas pelas chuvas ácidas.
, A precipitaçãO'das chuvas ácidas pode acarrer a muitas quilômetros da fante poluidara.
O S02 pade vir a reagir de uma maneira complexa com particuladas metálicas, vapar d'água e axidantes
atmasféricas, formandO' sulfatos que se dispersam sab a farma de aerassóis e se precipitam, canstituindo
a chuva ácida. Os sulfatas acarretam danos sérios aO'pulmão, senda de temer pracessas inflamatórios para
taxas acima indicadas.
-:::;:'7:\ :-
~~
....
Cancentraçãa
PadrãO'
p.glm'
ppm
Descrição
Primário
(para a saúde)
80
0,03 Média aritmética anual.
365 0,14
Em 24h. Máxima que não deveser atingido
maisde uma vez por ano.
Secundário
(para a bem-estar)
60
0,02 Média aritmética anual.
260
0,1
Em 24h. Máximo que não deveser atingido
maisde uma vezpar ano.
UOO
0,5
Durante 3 h. Máximo que nãO'deve ser
atingido maisde uma vez par anO'.
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342
VENTILAÇÃO INDlISTRIAL
f) Emiss ão d e S 0 2 (Tabela 13.2)
Suponhamos que o ca rvão con tém 0 ,8% de enxofr e
38x (0,8)x 587 = 17.8441blh
g)
Quantidade de óleo necessária
11.655 x 106(Btulh) '
= 647 x hr Ib/h
18.000 (Btullb)
ou
647 x lQ3 = 81 x lQ3galõeslh
7,9 Ib/galão
h)
Emissão departiculados na queima de óleo
(Tabela 13.3)
10 x 81
= 810 lb/h
i) Emiss ão d e N02 (Tabela 13.3)
104 x 81 =
8.424Ib/h
j) Emissã o d e S 02 (Tabela 13.3)
A quantidade de enxofre no óleo é suposta igual a 1, 2%
157x 1,2x 81 = 15.260Ib/h
1~.6 SOLUÇÕESPARA CONTROLE DO SOz NOAR
Ent re a s opções que têm s ido p ropos ta s, sã o váli da s as s egu int es :
a ) Esco lh a de combustív eis l íquidos ( quando pos sí ve l) com bai xo te or de enxofr e, e s e poss ív el o gá s nat ura l,
que é o combus tí ve l mai s limpo .
b) Conversão prévia do carvão de elevado teor de enxofre em óleo ou gás, removendo a maior parte do
enxo fre dur an te o p roces so , a nte s que o c ar vão s ej a u sado.
c) Captação de SOz produzido na fornalha da caldeira ou do fomo, quando se usa combustível de alto
t eo r d e enxo fre , e adequado tr at amen to do gás. É o ca so que in te re ssa mai s aos obj etivos des te l iv ro .
Vejamos al gun s p roces sos de remoção p rév ia do enxof re do c ar vão :
Liquefação do carvão. O carvão em pó é misturado com um solvente da série aromática, e a mistura
passa por um reator sob uma atmosfera de hidrogênio a 70 kgf . cm-z e 427'C.
Forma-se um carvão l íquido com potência calor íf ica de 16.000 Btullb contendo apenas 0,6% de enxof re .
Gaseficação do carvão. O carvão finamente pulverizado é submetido à ação do vapor de oxigênio em
temperatura e pressão elevadas, no interior de um reator especial. Produzem-se gases sintéticos à base de
H, CO, COz, CH. e compostos de 5, que são então removidos: O processo é eficiente, porém dispendioso.
Lavagem do ca rvão. O ca rvão contendo pi ri ta é pu lve riz ado e l avado s epa rando- se o enxo fre do c ar vão ,
g era lmen te por g rav idade. Com este pr oce ss o, pode- se r eduz ir ce rc a de 30% do t eo r de enxofr e no minér io .
Combust ão de ca rvão em l ei to Dui di zado . O car vão em pó é i nj eta do em um l ei to fI ui diz ado de c al cá rio ,
juntamente com gases de combustão . Forma-se SOz, o qual, r eagindo com o calcário calcinl ldo, forma sul fa to
de cálcio e cinza, que são removidos. Os tubos da caldeira ficam imersos no leito, e o carvão que queima
e o calcário f icam de cer to modo suspensos pelos gases de combustão ascensionai s.
13.7 TRATAMENTO DO
SOz
CONTIDO NOS GASES DE COMBUSTÃO
. Se o ó leo combus tíve l ou o carvão empregado con tiver e levado teo r de 5 e não se recorreu a nenhum
dos processos acima mencionados, forma-se inevitavelmente o SOz e este deverá ser eliminado dos gases
antes que saiam pela chaminé.
;1
,
I(
REMOÇÃO E ELIMINAÇÃO DO SOl - ANIDRIDO SULFlIROSO
343
Existem duas soluções básicas:
j
ia) uma, que provoca a formação de compostos de enxofre inócuos, que poderão ser aproveitados, mas
~ que, muitas vezes, são rejeitados.
~b)outra, que dá origem a produtos aproveitáveis na indústria, como o próprio enxofre, o ácido sulfúrico,
: e o gesso (sulfato de cálcio hidra tado).
13.7.1 Processosempregados
13.7.1.1 Lavador, usando o carbonato de cálcio (CaCO~ como reagente
ji É um dos p roc ess os mais u sados pa ra l avagem e puri fi ca ção dos gas es cont endo SOz' Emprega o lavador(scrub-
ber).absorvedor
de um dos tipos v is to s no Capo 12 e u tili za como r eagent e o CaCO) moí do. É pr ovavelment e
'o processo mais barato e mai s s imples . Sua efi ci ência dependerá da qualidade do calcário empregado.
. A Fig. 13. 1 mostra um esquema de retenção de SOz, com lavador, usando CaCO) finamente pulverizado.
1
O gás contendo
SOz
penetra no
lavador
<Donde se processa a difusão do SO~ <:omuma espécie de
'l ama de carbonato de cálcio (5 a 15% de só lidos) com água, que é esparg ida graças ao bombeamento a
'partir do tanque de reação <2>.O lavado r deverá ser dotado de um eliminador de névoas, para que o gás
~Iimpoaiao maissecopossível.
,
+ O tanque de reação recebe o carbonato de cálcio em pó bem como os mater ia is ob tidos nas reações
'no lavador e que a ele retomam. Uma parte dessa lama aquosa do tanque de reação volta ao lavador
..Jso1uçãode lavador), enquanto outra parte vai para um decantador <:D. A água do decantador é bombeada
.
pa ra o la vado r, e a l ama do sulfa to de c ál ci o é r emov ida .
Os gases ao passarem pelo lavador se resfriam e se tornam saturados. É necessário, portanto, que sejam
;reaquecidos antes de penetrarem na chaminé.
.
No processo conhecido pela sigla FGD (flue-gas dessulfurization), realizam-se as seguintes operações
e reações:
:~
<~~~;f
a) No lavador e absorvedor
..
- difusão de S02 na interface gás/líquido
-
absorção
do SOz pela água
-
hidrólise (devido ao umedecimento). É a transformação do SOzem HzSO)
SOz
(gasoso) <:tSOz (aquoso) + HzÚ
= HZS03
- dissociação
do H2SO) para formar HSOj' e H+
HzSO) <:t H SOj' + H+
-
difusão do HSO) e íons H ao longo do filme líquido na superfície de aspersão
HSOj' <:t W + SOj
-
reação doCaCO) com H+ para dar Ca++e HCOj'
-
reação
de Ca++com SOj para precipitar CaSO)
-
oxidação de CaSO) . 0,5HzÚ para formar CaSO. ' 2HzÚ
Ca++ + 50) + 0,5 HzO <:t C a 50)
.
0,5 HzO
Ca 50) .0,5 HzÚ <:tCaSO. (gesso)
1
::1.
I ~;11..
, . . .. ,. '
~~
b) No tanque de reação
..
Flg . 13.1 Remoção deS02 com la-
vador , usando o CaCO, ou O.CaO
como reagente.
~.
VENTlL.
GÁs
::Cõ NTENõo
z
ABSORVEOOR
E
LAVADOR
I VER Po
12 I
ÁGUA
P/
L V OR
<D
M TERI IS
RESIDUAIS DO
L V OOR
~
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344 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
dissolução
de CaCO) e formação de lama com a parte não dissolvida.
CaCO) (sólido)
=
CaCO) (aquoso)
=
Ca++ + CO) + H+ = CaHCOj
CaHCOj = Ca++ + HCO~
13.7.1.2 Lavador usando a cal (CaO) como reagente
O processo é semelhante ao anterior, proporcionando os mesmos produtos residuais (CaCO), CaCO.),
porém em menor quantidade e, portanto, com melhor rendimento. O custo operacional é, porém, maior
porque a cal é maiscara que o ca\cário.
13.7.1.3 Processo alcalino duplo
Utiliza hidróxido de sódio (NaOH) na fase de absorção no lavador, uma vez que a soda cáustica tem
grande afinidade com o S02' A perda de carga ao longo do s is tema é muito menor. O produto res idual
do lavador passa por um tanque contendo H20 e CaO, portanto, hidróxido de cálcio, e reage formando
sulfato de cálcio (gesso), que precipita e é removido. Em etapas adicionais, pode-se separar o NaOH dos
produtos sólidos de gesso. Por processo de filtração consegue-se aproveitar até o sódio, e por concentração
com carbonato de sódio regenera-se o NaOH para reutilização no lavador.
Quando a solução de NaOH possui concentração molar superior a 0,15 de íon sódio ativo (Na»,
o processo é dito
alcalino duplo concentrado.
13.7.1.4 Processode lavadores comsaissolúveisde magnésio
Usa-se como matéria-prima básica o óxido de magnésio (MgO), para absorver o S02' produzindo-se
o sulfito de magnésio (MgSO). Este salpode ser processado, transformando-se em ácido sulfúricoe liberando
MgO para reutilização no lavador.
13.7.1.5 Oxidação catalítica
O gás passa à temperatura de 154'C por um prec ip itador e le tros tá ti co e , em seguida , é aquec ido a
454>Ce entra em um conversor catal ít ico, à base de pentóxido de vanádio, ocorrendo, então, a reação.
catalítica com a conversão de 90% do S02 em SO) ' O gás contendo agora 90% de CO) passa por ul1} c
trocador de calor, onde o calor sensível correspondente a 200+Cé reaproveitado para aquecer gases ainda
não tratados e que nele penetram.
O gás é depois resfriado numa torre de absorção, que opera em conjunção com um trocador de calor.
Durante o resfriamento, H20 e SO) combinam, formando o ácido sulfúrico, H2SÇ>4'que é, em seguida, '
condensado e removido para comercialização.
jI
I
,I
\'
CHAMINÉ
i.
i,
CALCE I RA
II
AGUA COM IMPUREZAS
ÁGUA LIMPA
Flg. 13.2 Fluxogr~ma do
processo lime gypsum
(cal-gesso) Mitsubishi, para dessulfurização.
REMOÇÃO E ELIMINAÇÃO DOSO,
-
ANIDRIDO SULFUROSO
S
VAI À CHAMINE
TORRE
VEM DECICLONES ÚMIDOS
VEMDO PRECIPITADOR
ELETROSTÂTlCOS ou
FILTROS DEPÓ
TANQUE ALIMENTAOOR
DA T OR RE DE AB SO RÇ ÃO
BOMBASPARA REAGENTESACIMA
00 ENCHIMENTODA TDRRE
BOMBAS DE ASPERSÃO
DE REAGENTES
I
ÂGUA RETORNANDODA LAGOA
DE DEPOSiÇÃO DECINZAS
Fig . 13.3 Siste ma de abso rçã o d e 5 0 c om torres de absorç ão, usando cal. ° linhito con tinh a 13 % de cinza s. Local:
Ma rt in L ak e 3 ( EUA) .
BOMBAS
13.7.1.6 Processo de redução Wellman-Lord
Numa primeira fase, o gás passa num absorvedor-Iavador, reagindo com o sulfito de sódio (N~SO),
formando-se bissulfito de sódio (NaHSO).
Através de um processo especial de aquecimento, consegue-se liberar o S02 e o vapor d'água, o qual,
por condensação, é eliminado.
5
,.
~
Biblioteca Ce~
Depósito do en.ofre U R r
,.Flg,.13.4 Tratamento do S02 com sulfi to de sódio e recuperação final do enxofre. Método de We\J~~~i o td .- Sento Ângelo
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346
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
REMOÇÃO E ELIMINAÇÃO DO 50,
-
ANIDRIDO SULFUROSO 347
A segundaetapa compr<:endeo aquecimentodo SOznuma proporçãoa~equadacom gás natural.A I~
mistura gasosa passa po r um aquecedor no qual a temperatura é e levada aCima do ponto de o rva lho d
enxofre, que se forma numa redução catal ít ica p rimária. Este s is tema l ibera mais de 40% do enxofre o
ual é condensado em um resfriador e armazenado. , o
Saída
dOgás
13.7.1.7 Outros processos
r:J~~~~~~~~~~~~~r
I ,
I I Entrodo
~ :
dOQós
, I
I ,
+-+
I
Proces so do c it ra to . Empr ega o c itra to de sódio em solu ção de á ci do c ítr ic o, p ar a abso rve r o SO .
rocesso de adsorção a seco. Emprega carvão ativado. z
I
'
rocesso do bissuIfito. A Sulzer, em 1985, instalou na fábrica de celulose Attisholz equipamento de
dessulfurização de 100.000 m% de gases, obtendo como produto final solução de bissulfato 'de cálcio a ~
qual é reaproveitada na fabricação de polpa de papel. ,
Processodo hidróxido de cálcioa seco. A eliminação do SOz,do HCI (ácido clorídrico) e outros produtos I
dos gases de combus tão do l ixo é obt ida em Niederu rnen, na Su íça, com uma instalação de purificação'
e gases da Sulzer, instalada em 1985.
Como se pode observar no diagrama esquemático da Fig. 13.4, os gases quentes do forno de incineração I
do lixo recebem uma injeção de hidróxido de cálcio, Ca(OH)z em pó, antes de entrarem num reator-mis- b
urador .
O reator-misturador possui elementos lamelares dispostos de tal o o que os gases quentes se misturam
o mais unif ormement e com o Ca(OH)z em pó, r eag indo , port an to, s egundo a s equa çõe s qu ímic as :
Silo de
MqSO.
SOz
+ Ca(OH)z
- >-CaS03 + HzO (sulfi to de cá lc io + água)
2HCl + Ca(OH}z ->- CaClz + 2HzO (cloreto de cálcio + água).
Mgo v in do d e
, fóbricae~S04
I
. 1 3. 6 T ra tament o d e SOz com MgO e f ormação d e s ul fa to d e magné si o a pr ov ei ta do n a f ab ri ca çã o d e á ci do s ul fú ri co .
Mg503 Vaio fóbrico de
ácido sulfúrico
Os particulados que não tomam parte nas reações são coletados em fil tros de saco ou precipitadores I.
eletrostáticos. Osprodutos CaS03 e CaClzsão removidos do reator e dosfiltros por transportadores helicoidais
e, em seguida, conduzidos por ar comprimido para ossilos.
FILTROS
ou
PRECIPlTADOR
ELETROSTÁTICO
CHA 'Nt
'.
Na usina de queima de lixo acima referida, são tratados 65.000 m3de gás por hora, contendo 1.000
' ,glm3de HCI. Com o tratamento mencionado, conseguiu-se uma redução para menos de 100 mg/m3 ou
,ja,de maisde 90%.
i Podem-se encontrar informações e detalhes sobre o processo na Publica/ion AP 52 1968- Cont ro l
'echniques for Sulfur Oxide Air Pollutants - da National Air Pollution Control Administration.
13.8 MÉTODOS DE VERIFICAÇÃO DO TEOR DE SOz
13.8.1 Método colorimétrico ou da pararrosanilina (usado pela EPA)
, Faz-se passar o gás por uma solução aquosa de tet racloromercurato de sód io, de modo a formar um
n não-volátil de dicloro-sulfatomercurato.
Este produto reage como formaldeído e pararrosanilina formando ácidosulfônico pararrosanilina metílico,
l
/ ecor rosa-púrpura. A intensidade da coloração da amost ra é medida a té 560 mIL (rnilimícrons) e é proporcional
,I concentração de SOz' Pode ser usado para SOz em concentrações de 0, 002 ppm até 5 ppm (5, 7 a 14.300
WmJ).
G~S P,- ,I'ICAOO
t
HaO
. NS UF l. AO OR D E A R
Co e la
Ca 5
13.8.2 Método OECD, usado na Europa
Borbulha-se o ar com SOz em uma so lução de peróx ido de hidrogênio 0 ,03 N, com pH = 5. O SOz
seoxida e passa a HzSO., que em seguida é neutralizado por um álcali.
A escolha do pH = 5 se deve à necessidade de atender às exigências do indicador de metil-vermelho-
' bromocre so l- ver de, s endo o verde a cima de pH = 5, e o vermelho , aba ixo de pH = 5 . O método é aplicáve l
' ac onc en tra çõe s de SOz de 0 ,01 ppm a 10ppm.
Além dest es , ex is tem o método condu/imé/rico e outros.
( ;. (S VINOO 00 FQRHO
DE .NC.NERAÇAO
Hel
SOa
.te.
Fig. 13.5 Diagrama esquemático da instalação de purificação de gases em Niederurnen, CantoR Glarus, Suíssa. (Sulzer.)
ESPEJO
~
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350 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
14.4.3 Catal isação a seco
Existe um processo a seco para remoção simultaneamente do NO, e 50, . Uti liza óxido de cobre (CuO)
para remoção de 50, . A reação de 50, com o CuO produz sul fa to de cobre (CuSO. ). Tanto o CuO quanto
o CuSO. são cata li sado res para redução do NO, em N~e H20 pe la reação com NH). Durante a operação
de. regeneração de lei tos catal isadores múltiplos , usa-se um gás redutor, por exemplo, o H, o que produz
502 que, pelas reações vistas no Capo 13,pode ser transformado em ácido sulfúrico.
A National Air Pollution Control Administration apresenta, na Publication AP-67/1970, técnicas de con-
trole para emissões de óxido de nitrogênio, de instalações estacionárias, aplicáveis a centrais termelétricas
e também a fábricas de ácido nítrico, refinarias e processos metalúrgicos.
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:15
Poluição pelas Pedreiras ineração e
Perfuração de Túneis
15.1 CONSIDERAÇÕESPRELIMINARES
A emissão de partículas de poeira nas pedreiras e nas escavações para mineração e abertura de túneis (
ocorre em duas fases:
-
Na
lavra
e na
perfuração da rocha,
com ext ração ou desmonte, uti li zando máquinas per fura tr izes . Segue-se
a explosão com dinamite, para a obtenção de grandes blocos, e eventualmente fogacho, para reduzir (
os blocos a dimensões que permitam sua colocação nas britadoras (refragmentação).
li;
-
No
benefic iamento dapedra ou da rocha contendo um cer to mineral .
Nesta segunda fase temos: alimentação
dos caminhões ou esteiras; britagem; rebritagem; transferência em esteiras rolantes; peneiramento; armaze- (
namento e transporte ao consumidor ou ao processo de beneficiamento, se for o caso de uma mineração.
Vejamos, resumidamente, as fontes poluidoras e as soluções visando a controlar a poeira e eliminá-Ia, {
notando que o que se ref ere a pedreir as se aplica, de certo modo, à perfuração de túneis e à extração
e pré-beneficiamento de minerais. (
As indicações que são apresentadas a seguir, todavia, aplicam-se mais às pedreiras próximas a locais
povoados, uma vez que as uti lizadas para construção de estradas, longe de povoações, normalmente não (
cogitam de reduzir a poluição ambiental e, infelizmente, tampouco de preservar as condições de salubridade
dos operadores. (
.,
I:
(
(
As pedreiras são operadas a céu aberto e mesmo nesta fase inicial proporcionam apreciável quantidade (
de poeira que deve ser captada. Empregam-se dois processos:
(
I
,
(
(
15.2 PERFURAÇÃO DA ROCHA
15.2.1 Injeção de água
Embora seja mais usada em escavações subterrâneas, túneis e galerias de minas, é conveniente, mesmo
em perfurações a céu aberto. A água sob uma pres são de 5 a 6 bares, proveniente de um reserva tór io
hidropneumático, é conduzida, por uma mangueira flexível, ao corpo da máquina perfuratriz e daí à haste
até a broca, uma vez que estas duas peças são ocas (Fig. 15.1). Em alguns tipos, a mangueira é adaptada
aum cabeçote naextremidade superior dahaste dabroca. Certasperfuratrizes contam ainda com umsuprimento (
de ar comprimido para auxiliar a remoção da lama do pó com água, quando a pressão da água for insuficiente
para este fim (Fig. 15.2). (
Na Fig. 15.2 vemos uma perfuratriz Maco-Meudon equipada para injeção de água. Temos: a) culatra;
b) entrada de ar para o dis tribuidor; c) entrada de água; d) cilindro; e) pistão; f) disco; g) ranhuras {
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352
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Entrada
- de dgua
ROC
HASTE
a
d
Flg. 15.1 Broca com cavidade central para injeção de
água.
h
Fig. 15.2 Perfuratriz com admissão de
água (c) e de ar(h) Maco-Meudon.
-O
POLUiÇÃO PELAS PEDREIRAS, MINERAÇÃO E PERmRAçÃO DETÚNEIS
353
l1elicoidais no pistão; h ent rada adic iona l e opc iona l d e a r.
As perfuratrizes, também denominadas
martelos perfuradores
ou
marteletes,
podem se r dos t ipos :
. Secos
-
geralmente usados em pedreiras e em qualquer trabalho de superfície no qual a limpeza é feita
po r ja tos de ar a través do o ri fí cio axial da b roca, j atos estes emi tidos uma ou duas vezesem
cada ciclo do pistão.
. Sopradores-
nos quais uma corrente de ar constante atravessa o orifício axial da broca; são uti lizados
para a per furação de minas profundas .
. Molhados
- utilizados universalmente em trabalhos subterrãneos, sendo a limpeza da mina efetuada
po r meio de in je ção de água sob pr es são.
. A vácuo - o autor HaroldW. Richardson(ver Bibliografia)se refere a perfuratrizescom aspiradores
a vácuo na própr ia broca .
15.2.2 Captação de pócom captor junto aobordo dofuro
Injeta-se , ao invés de água , a r comprimido no furo cent ra l da haste da broca, o que faz e levar-se a
poeira que, ao atingir a superfície do terreno, é captada e, em seguida, coletada. A poeira levantada com
,odesmonte pelos explosivos e a refragmentação, compólvora, sãoabrandadas comjatos de água demangueiras.
15.3 BENEFICIAMENTO DO MATERIAL EXTRAÍDO
É durante este processo que se verifica a maior parte das emissões de poeira dos granitos e gnaisses.
Sãoas seguintes as etapas:
15.3.1 Carregamento depedras nocaminhão basculante e descarregamento do mesmono alimentador
do britador primário
.~i:
Emprega-se, em geral, o
sistema de névoa,
com bicos de pulverização que espargem uma névoa sobre
os locais onde, pela manobra de deslocamento, transferência e bri tagem, tende a formar-se uma nuvem
de pó.
. Para reduzir a tensão superf ic ia l da água e melhorar a adesão das par tí culas de poeira às got ículas
.de água, podem-se adicionar à água produtos químicos orgãnicos, conhecidos como
agentes lensoativos.
Algumas instalações empregam sistemas de exaustão-ventilação nolocal de descarga de rochas nobritador.
Enclausura-se tanto quanto possível o local , e por uma linha de dutos ligada a um exaustor, remove-se
o ar contendo pó até um equipamento de coleta.
Existem pedreiras que usam o sistema misto, isto é, associam as técnicas do sistema de névoa com
o da ventilação-exaustão. São, na realidade, as melhores.
O que acaba de ser dito para o britador primário é aplicável aos britadores secundários ou rebritadores.
A quantidade de água que segasta na nebulização varia de 4 a 10litros por tonelada de pedra processada,
e aspressões vão de 20a 50psí .
f:,
,.
15.3.2 Peneiramento
É fei to com penei ras vibra tóri as planas e c lass if icadores c il índr icos . A solução mais comum é a apl icação
,d e névoa, quando o conf in amento com o s is tema deexaus tã o se toma de exe cução di fíc il e mui to di sp endi os o.
A nebu liz aç ão ou mesmo a l avagem da pedra, n es ta fa se , melhor a sua qua lid ade .
15.3.3 Transportadoras de correias
Durante o transporte da brita seguem particulados finos e.pó. suscetíveis de serem carregados pelo
vento. Em algumas pedrei ras se umedece o material com a névoa, ao penetrar na corre ia, poi s onera a
instalação a colocação de pulverizadores ao longo de todo o percurso da brita na correia.
15.3.4 Carregamento dos caminhões
A so lução u sual é o umedec iment o dos mate ria is , se ja com névoa u sando b ico s de a spers ão , se ja , mesmo,
lançando jato difuso com mangueiras. O carregamento em locais com anteparos para proteção contra o
vent o t ambém, à s vez es , é u sado .
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358
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
VDO DECARO
LADO DECOADA
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DE COMPAOV~O
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Flg. 16.2 Esquema transversal de forno Siemens-Martin. (Cortesia de Bethlehem Steei Corporation.)
quente, em queimadores colocados nas extremidades do forno e que funcionam alternadamente a intervalos
decerca de umquarto dehora.
O processo requér usualmente umas 12horas. Quando a análise das amostras confirma que o aço está
devidamente refinado com o teor de carbono desejado, procede-se à corrida . Destampa-se então a abertura
do escape e o aço derretido é vertido em um panelão de aço revestido internamente com material refratário.
A escória sai ao final, caindo nutp recipiente adjacente ao panelão .
16.1.3 Processo de forno elétrico
É usado em geral na produção de aços finos de ligas, aços inoxidáveis e aços-ferramenta. Podem sei
de dois tipos:
-
De
arco elétrico,
basculantes ou inclináveis. O forno é de forma circular ou elíptica, e a corrente elétrica
é levada ao banho de metal por meio de eletrodos de carbono ou graf ite, que passam pelo teto do
forno. Os arcos elétricos entre oseletrodos e o banho demetal fornecem o calor para a fusão dometal.
- De indução.
O aquecimento se baseia no fenômeno de indução eletromagnética, não havendo, portanto,
necessidade de eletrodos.
16.2 Poluentes formados, depuração dosgasese separação do pó
A indústria siderúrgica é altamente poluidora. Além dos gases poluidores 502, N02, CO] e outros,
lança na atmosfera, quando não é realizada a captação, quantidades enormes de particulados de minério ,
carvão e cinzas, como se vê abaixo:
. Coqueria Partícu las,CO,502,50], N02,h idrocarbonetos
. Sinte rização Partículas ,CO,502,óxidode ferro
. Alto-forno Partfculas ,CO2(22%) CO(26%),N2(50%)
. Aciaria Partículas,O
.Fundição Partículas, CO, N02
. Calcinação Partículas
.Central t ermelé tr ica. .Par tí culas, CO, 502, N02, hidrocarbonetos e a ldeídos
\
A poluição nas usinas siderúrgicas ocorre, portanto, em razão do material particulado conduzido ao
.,
.\...
POLUIÇÃO NA INDÚSTRIA SIDERÚRGICA
359
ar atmosférico e aos gases e outros contaminantes formados nos altos-fornos e nos fornos de fabricação
do aço, como o forno elétrico a arco, o forno Siemens-Martin e o conversor Bessemer.
Costuma-se distinguir, entre os poluentes provenientes dos fornos de fabricação de ferro e de aço, os
i - contaminantes de combustão e os
:f
- contaminantes do refino.
~.
:
Os primeiros derivam de materiais introduzidos no forno, como o óleo, a graxa e outras impurezas
,
conti das na sucat a, a lém, natu ra lmen te , do p rópri o combustí ve l emp regado no p roces so do fo rno.
t Os contaminantesde refinosão particuladose principalmentefumose óxidosdos componentesdas
;
l igas de aço em processamento.
Uma parte considerável dos gases quentes do alto-forno é aproveitada em operações de aquecimento
t na própria indústria. Esses gases, com potência calorífica de 100 Btulpé cúbico, passam por trocadores de
I calor - os
calpers
- e aquecem o ar de combustão, Ilueserá introduzido no alto-forno.
. Mas esse ar que sai do alto- fomo deve ser pur ificado pelo menos do mater ial particulado, antes de
. entrar nos trocadores de calor. Para isto, processa-se a purificação, ou limpeza, em três estágios, ou pelo
menos nos dois primeíros dos que serão mencionados a seguir:
.i
. - captação dos particulados maiores em cãmaras de sedimentação, câmaras inerciais ou ciclones;
-
purificação em torres de enchimento ou lavadores; .
'.- purificação com lavadores Venturi e precipitadores eletrostáticos.
Durante o armazenamento, <>deslocamento do minério e do carvão e' o carregamento do alto-forno,
; ocorre uma considerável emissão de particulados cuja captação apresenta dificuldades de ordem prática.
; Empregam-se fil tros de manga de algodão ou de fibras sintéticas para'a depuração do ar carregado desses
poluentes.
Os contaminantes de refino são formados na fabricação do aço, tanto na fundição quanto na aciaria
propriamente dita.
Nos fornos, o material particulado é constituído principalmente por óxidos dos elementos constituintes
da liga.
Do conversor Bessemer saem partículas pesadas de óxido de ferro com diâmetro em torno de 100micra
e que logo precipitam. Outras, porém, constituídas por óxido de ferro formado pela oxidação de ferrovolatili-
zado, formam uma fumaça alaranjada com partículas inferiores a 0,3 mícron.
Tabela 16.1 Par tí culas e poeiras emi tidas em usinas s iderúrgicas
e recursos usados para captá-Ias
Operação
Emissão antes do
controle
Ib/t de produto
Tipo de equipamento
antipoluidor
Eficiência
aproximada
(%)
60lto-forno 200 Câmaras de sedimentação
ou ciclones em série
Lavadores
Precipitadores
eletrostáticos
Lavadores tipo Venturi
Ciclones
Precipitadores em série
com ciclones
Ciclones
95
93
90
90
90
Sinterização 5,20 e 100
Equipamentos au.
xiliares de sinteri.
zação
Opell hearth
sem injeção de
oxigênio
OPCIl hearth
com injeção de
oxigênio
Forno elétrico
Forno a oxigênio e
conversor Besse-
mer
22
1,5 ,7 ,5 ou 20
9,3
Precipitador eletrostático
Lavador tipo Venturi
Filtros de manga
Precipitador .eletrostático
Lavador tipo Venturi
Precipitador eletrostático
Filtros de manga
Lavador tipo Venturi
Precipitador eletrostático
Lavador tipo Venturi
99
99
99
98
85-98
99
99
4,5, 10,6 ou37,8
20, 40ou 60
ii
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360
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Para captá-Ias, empregam-se fil tros de manga, lavadores tipo Venturi e precipitadores eletrostáticos.
A Tabela 16.1 foi apresentada em um Relatór io do Nat iona l Center for Air Polut ion Control (Cinc inna ti ,
EUA). Nela se acham indicados os equipamentos geralmente adotados para captura de par ti culados e poeiras
e as eficiências (em %) correspondentes.
O autorR.J. Wright, da Ful le r Company, Pennsylvania, r ecomenda para controle da poluição assoluções
que resumiremos a segui r.
Matérias-primas
Calcário, carvão, coque , minér io de fer ro ,
pellets.
.
Recebimento e annazenamento
Fil tros de manga (2,5 cfm de ar, para 1 pé quadrado de tecido). Podem-se usar fil tros eletrostáticos
e, excepcionalmente, lavadores.
. Tr an sfe rê nc ia par a o vagão para pes agem
Tem sido u sada nebuli za ção de água, mas de modo a não umedec er exce ss ivamen te os produ to s. A lgun s
carros de pesagem empregam um pulsador fechado ou filtros de manga de descarga pulsativa nas razões
de 2,5:1 até 7 :1 de cfm de ar/ sq .ft de te ci do .
. Car ros de descarregamento de minér io no s lto- fomo
O despejo do material no alto-falante produz uma nuvem de pó que requer captação e filtragem de
pelo menos 30.000 cfm. Empregam-se bater ias de f il tros de manga .
Coquerla .
A detenção dos particulados dejóprendidosno despejo do carvão é realizada com lavadores de um ou
vários estágios. O coletor primário deve ser altamente resistente à abrasão devido à dureza do particulado.
O produto que sai do lavador é submetido a uma neutral ização química de modo a possibi li tar o reaprovei-
tamento e recirculação da água.
Já se tem tentado enclausurar a coqueira de modo a ser possível uma remoção completa dos gases.
Os gases emitidos natransferência docoque quente para o britador ea peneira são conduzidos a lavadores
ou filtros de manga.
Alto-forno
As emissões de particulados e gases têm sido atendidas com o emprego de precipitadores eletrostáticos,
com veloc idade de passagem de 2 f t por segundo , e t ambém com lavadores com 25 a 35 de queda de
pressão, ou filtro de manga 2,5:1 (ar/área de tecido) de tecidos sintéticos.
S~terlzação
Para os poluentes captados nas estei ras ou grades móveis usam-se lavadores ou fil tros de manga. Na
d~nominada caixa de vento existem produtos de combustão, coque abrasivo, fumos metálicos e fumaça
de óleo, de modo que o tratamento é complexo.
Todavia, como indicação geral, podem-se mencionar os filtros de manga, lavadores de alta eficiência
e precipitadores eletrostáticos.
Forno Slemens.Martin
A p rá tic a tem i nd icado o uso de p re ci pit ador e le tro st áti co ou de la vado res tipo Ven tur i ou ainda f ilt ro s
de manga com tecidos de fibra devidro ou nái lon, na razão de 1,8cfmpor 1 sq t de área de filtro.
Forno elétrico
A r emoção de fumos emi tidos ne ss e tipo de f omo tem si do rea liz ada com
. sistema usando coifa convencional;
. sistema com captor em tomo dos eletrodos;
. retirada simplesmente pelo teto do fomo.
Os equipamentos mais usados no controle de poluição são os fil tros de manga de fibras sintéticas e
fluxo reverso. Usam-se muito fibras de pol iéster e acríl ico, e para temperaturas elevadas, também fil troS
de fibra de vidro. Algumas siderúrgicas preferem lavadores Venturi e precipitadores eletrostáticos.
.#
POLUiÇÃO NA INDÚSTRIASIDERÚRGICA 361
revestido internamente com material refratário. É apl icado na produção de aços inoxidáveis. A captura e
eliminação da grande quant idade de fumos e particulados é fei ta com os coletores de tecidos ou venturis
de elevada energia ou lavadores de pratos. Também se usamprecipitadores eletrostáticos.
Despejodemetalnosmoldes .
Após cap tação jun to aos moldes , o ar contendo fumo e poe iras passa por f il tros de manga de f ib ra
sintética, em geral poliéster.
Fundição continua
lingotamentocondnuo
São empregados f il tros de manga de f ib ra de v idro com limpeza por ja to de a r reverso . Também se
usamcoletores com aspersores.
Laminação
Usa-se um coletor mecânico como pré-purificador e emseguida filtros de manga e lavadores.
Observação:
Os equipamentos empregados na captação de pó e depuração dos gases assumem enormes proporções
nas indústrias siderúrgicas.
Existem equipamentos com capacidade para tratamento de mais de 1.600.000 cfm de ar; baterias de
t rês ven ti ladore s de 2 .500 cv cada um para as unidades de f il tros de manga , con tendo a té mais de 5 .000
mangas em Dacron , com 10met ros de compr imento por 30 cm de diâmet ro . Dutos com c inco e a té sete
metros de diãmetro para condução do ar não são incomuns.
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Controle do Odor
17.1 MÉTODOS EMPREGADOS
A detecção e a medição dos odores dependem, em úl tima análi se , da sensação o lfat iva e de cer tas
condições subjetivas que classificam os odores em bons ou maus .
O pr imei ro cri té rio de ava li ação de um odor é ser o mesmo agradável ou desagradável. Embora o
odor seja um s ina l de a le rt a quanto à p resença de gases, exi st e o r isco de que a percepção do odor se ja
alcançada ap6s um nível de intensidade em que já estarão ocorrendo danos ao organismo.
Em alguns casos, os odores, mesmo que não acompanhados dos efeitos danosos imediatos à saúde,
tornam o ar nauseante, desagradável e, mesmo, insuportável para uma maior permanência no local.
A medição do grau de odor deveria levar em consideração quatro parãmetros: detectabilidade, intensidade,
aceitabilidade e qualidade. Existem instrumentos que permitem estabelecer uma ordem de grandeza da concen-
tração do odorante pela comparação do mesmo com o ar puro (sem odores).
O controle da poluição sob o ponto de vista de odor realiza-se por um dos seguintes métodos:
-
combustão
-
absorção
-
adsorção
-
ozonização
-
mascaramento
-
diluição
Vejamos em que consi st em estes métodos .
17.1.1 Combustão
Se o gás f or combus tí ve l, o mai s e conômico se rá aprovei tá -I o no aque ciment o de um for no ou f or nal ha
de caldeira. É bom observar que a eliminação do odor s6 será completa se a oxidação for total.
17.1.2 Incineração térmica ou catalítica
Reali za-se a oxidação de odorantes combust ívei s, t rans formando-os em COz e vapor d 'água. Para remover
os odorantes não-combust ívei s, adiciona-se um combust ível e conduz-se a mis tura a um incinerador .
A inc ineração térmica é boa solução quando exi st ir em par ti culados combust ívei s ou res íduos de catal isa-
dore s venenoso s (me rcúri o, zi nco, c humbo et c. ), os quais s e p rocu ra re ap rovei ta r. .
Os so lv en te s i no rgânic os i ncombust ív eis não podem ser e limi nados por in ci ner adore s ca tal íti cos , uma
vez que não são afe tados pelos catal isadores .
17.1.3 Absorção
Quando s e tr at a de g randes vazões de gas es s olúvei s em ba ix a tempera tu ra , a do tam-s e lavadores e torres
de aSl ersão ( borr ifo ) , mesmo quando os poluentes forem combust ívei s.
As veze s se ad ici onam à água dos l avador es c er to s p roduto s qu ímicos que neutr al iz am ou oxidam al guns
i
~..
CONTROLE DO ODOR 363
t ipos de odor an tes . P roduz em est es e fe it os o ca rbonat o de s 6d io , a d imet il amina, o ozôni o e o permanganat o
de sódio ou potá ss io. Ofer ecem r is cos de co rr osão e às vez es s ub sti tu em um odor por out ro .
, Os pr eci pi ta dor es hi drodin âmicos Cent ri cap são u sados com suces so na e liminaç ão das causa s do odo r.
17.1.4 Adsorção
O ca rvão a tiv ado é a subs tâ nc ia mais us ada nos fi lt ro s dest in ados a co let ar e concentr ar po luente s mui to
-
diluídos mas de odor desagradável. O carvão deve ser reativado antes que atinja a saturação. É usado
par a remover odo re s de feno l, a cro le ín a e tc .
17.1.5 Ozonização
A ozon ização é mais eficaz quando o odorante é o rgãnico ou tem uma or igem orgânica , como nos
;
processos de fermentação. Usa-se nas indústrias de borracha e onde é fabricado ou usado o fenol.
r Emgeral , o lançamento do ozôn io sefaz noduto deexaus tão para o exter ior , após o venti lador .
17.1.6 Mascaramento
, O mascaramento consiste em misturar-se um produto especial, em geral .às águas de lagoas ou valas,
i de depuração de resíduos, com a finalidade de atenuar, disfarçar ou mascarar os odores que delas emanam.
fOferece o risco de tornar irreconhecível a presença de gases tóxicos, ficando as pessoas indefesas à sua
ação.
17.1.7 Diluição
No interior de recintos, odores não-tóxicos podem ser reduzidos a níveis aceitáveis por uma diluição
: maior, graças a taxas de ventilação ou número maior de renovações horárias
17.2 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO. PRODUTOS EMPREGADOS CAUSADORES DE MAUS
ODORES E RECURSOS ADOTADOS PARA ELIMINAR ESSES ODORES
17.2.1 Indústrias químicas
.
Tintas
- eti benzeno, acetona.
. Resinas,vernizes
- fenói s, ace ta to de benzi lo .
. Borrachas- neoprenoe outrasborrachassintéticas.
Solução:
. Combustão catalítica,
na qual os odores orgânicos são queimados a baixas temperaturas com o auxíl io
de catalisador metálico. A razão odor/ar deve ser de 1.000 a 1.500ppm sob a forma de vapor.
17.2.2 Polpa e papel
Proces so Kra fl . P roduz H~. me t il merc ap ten e d imeti l s ul fi to .
Soluções:
.
Saindo de digestores: queima a 1.200' F em incin erado r a gás.
. Saindo de el-aporadores de múl tiplo efeito: l avagem de gases não-condensávei s em meio a lcal ino.
. Saindo deevaporadores decontato direto:
oxidação del iquor negro por aspersão dear em rea tor deescoamento
contínuo.
17.2.3 Petroquímica
Poluentes:
mercaptans. SH~. amônia
Soluções:
i . Incinemçcio ( awlíti( {/0/1 térmica. sendo esta última usada para hidrocarbonetos clorados e outros gases
difíceis de queimar.
~
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364
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Para amônia
usam-se torres de aspersão ou outros tipos de lavadores,
. Precipitadores hidrodinãmicos.
Observação:
Os mercap/ans s ão compost os o rgâni cos sul fu rados de f órmu la gera l R-S-H. São ti o-á lcooi s c possuem
cons tit uiç ão anál oga à dos ál coois , s endo que o enxo fre suhst itu i-I he s o oxi gên io da h idr oxi la . São l íquidos
incolores , dotados de odor infecto.
17.2.4 Cortume
Poluen/es: compostos de enxofre reduzido, ácido capróico.
Soluções:
.
Para remoção comple ta dos su lfu re to s, u sa -se a adso rç ão com ca rbono a ti vado ou al um ina.
só é válida para baixo teor de odor/ar, da ordem de 2 a 5 ppm.
.
A remoção de ácidos capróicos requer métodos de incineração.
. Precipitadores hidrodinâmicos.
Esta técnica
17.2.5 Indústria farmacêutica
Poluen/es: aminas, compostos de enxofre reduzido.
. Recomendam-s e mé todos de incinera ção, e specia lmente combust ão ca ta lí ti ca , s e o ca lo r re cuperado puder
se r u sado. Caso con tr ári o, us a-s e o car vão a ti vado para el imi nação do mau cheiro .
. Precipitadores hidrodinâmicos.
17.2.6 Indústria têxtil
Poluen/es:
formaldeído., uréia, amido.
Solução:
.
Fil tr os de ca rvão a tivado impr egnado com permangana to de potá ssi o abso rvem o fo rmal de ído que e stiver
polu indo o ar . A ozon iz ação é outr a solução .
17.2.7 Fábrica de conservas e produtos alimentícios
Poluentes: produtos nit rogenados, decomposição de compostos orgânicos e put refação bacteria'na .
Soluções:
.
Combustão catalítica, caso os produtos' nitrogenados não-combustíveis possam associar-se ao combustível
(p.ex.: o hidrogênio) antes que a mistura entre no incinerador.
.
Ozonização. E e fe tiva na remoção de odore s bac te ri anos na água com concen tra ções de apenas 0, 5 ppm.
.
Precipitadoreshidrodinâmicos.
17.2.8 Preparo de gorduras e graxas animais
Decomposição de gorduras e óleos animais .
Solução:
.Incineração catalítica ou térmica.
.Precipitadores hidrodinâmicos.
-,_o
18
Ejetor
de r ou omba de Jato
O deslocamento de ar ou outros gases contendo material pulverulento abrasivo ou substâncias corrosivas
pode exigir material especial para os venti ladores, o que os encarece. Surge então a opção pelo emprego
de um
eje/or
dispositivo que recebe ar l impo vindo de um venti lador e permite a transferência de energia
. desse
ar motor
ao gás que sepretende deslocar, sem que o venti lador sofra a ação do ar poluído.
. O ejetor, às vezes designado por
bomba de jato
consta essencialmente de um bocal injetor troncônico
que conduz o ar motor, colocado no interior de um tubo convergente-divergente (Venturi) l igado por uma
ext remidade ao tubo que t raz o gás poluente e pe la ou tra ao tubo que conduz irá o gás poluente mais o
ar injetado à atmosfera ou a um sistema adequado de tratamento.
Exi st em eje to res que, para a ob tençáo do vácuo necessár io a f im de que o gás poluente chegue aos
mesmos e para a comunicaçáo da energia necessária para que o fluido final (gás poluidor mais ar l impo)
escoe em encanamen to s ou dutos, ut il izam o ar p rovenien te de um vent il ado r ou de um compres sor e ,
. .em certos casos, o vapor, e mesmo a água.
A Fig. 18.1representa umejetor. O arpoluído penetra em 1 eo ar motor em 2.
Sejam:
QI
a vazão de ar aspirado, em mJ . ç l;
Q2
vazão de a r mo tor ;
PI e
P2as
pressões em I e 2 respectivamente (kgflm-2).
QI
,;, SI . VI e
Q2
= S2 .
VI
si:o as equações de continuidade.
A potência do ar motor é dada por
I
N
~ ~ 1
(o.) 1181
I
t Q2 (ar molor)
Vem de um ven ti lad or ou c ompr ess or .
Flg. 18.1 Ejetor usual .
(
(
\
(
(
-
(
\
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f
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( ;ii
(
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VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
66
Tabela 18.1 Medidas do ejetor da Fig. 18.1.
A velocidade V3de saída do jato de ar nobocal do ejetor pode ser calculada pela fórmula de Alden:
I
V, 114~
I
(H') 1 .2 ]
onde S4é a área da seção desaída do bocal.
VI
Emgeralse adota - = 3a6.
Vz
No livroFan Engineering de T. Jorgensen, é apresentado um ejetor indicado pelo autor como sendo
de e fic iên cia compr ovada. É o que se a cha es boç ado na Fi g. 18.2.
Sejam:
QI a vaz ão de ar polu ído a s er r emov ido ;
Ps a pressão total a ser vencida com o auxIl io do eje tor, igual a Ps (estática) mais
V2
..2... . y, sendo yo peso específico
g
do gás;
~
O,:
0,+0.
to.
~ 2 a 2 a vezes
Ic
6 de a 7 de
Ânguloa , d. 4° a 6°
S2 Se
Flg. 18.2 Ejetor proposto por R. Jorgensen naobra Fan Engineering (Bufallo Forge Co.).
EJETOR DEAR OUBOMBADE JATO 367
V
PI a pressão
total
com a qualo gás chega à cãmara doejetor , igual a
P.
(e st át ic a) + - . ..
y;
2g
Q2 a vazão fornecida por um venti lador;
v2
P4a 'pressão total naboca desaída doboca l e j etor cônico interno, igual aP4 (estática) + ~ y;
. ~
Q, a vazão total, igual a Q\ + Q2
'Façamos:
.1 p
~
I [ 183 I
-I
p
-~ I
1184
I
1
,.
1 Q, p,- p, 1185
I
O =p p.=- -
Q2 P4- Ps
Sboca l Área da boca de saída do bocal
8=-=
S,on ,or Área da peça conectora (conector)
Calculam-se
P
e P .e em segui da
O =p p.
18,6
S
Entrando-se nográficoda Fig. 18.3como valor dep, acha-se /) = ..
S,
. .'
\
3,0
lU
o
lU
~ 2,0
lU
o
li)
lU
a:
3
1 0
«
>
Fig. 18.3 Grandezas para projeto do ejetor.
/
poro.
de$~a~Qo
livre
e atr ito medlo
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0.7 0.8 d: ~
S,
Tamanho
Com rimento (Dolel adas)
Diâmetro (Dolel adas)
n..
A B
C
E F
G
H
I
1
15 2
25
10 4
2 /.
6
13
2
18
2 30
12
5 21/,
7
15
3
21
2
35
14
5 2 1.
8
17
4
25
3
43
17
6
31/,
10
22
5
31
3
53 21
8
4 /.
13
26
6
37
4
63
25
9
4 1.
15
31
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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Medições em Ventilação Industrial
19.1 NATUREZA DAS MEDIÇÕES
Podemos distinguir duas modalidades de medições:
a)
Monilorização de gases.
É a operação de determinação, com aparelhos especiais , dos níveis ou taxas
de gases exi stentes no ar, a f im de que se possa veri fi car se osmesmos se acham abaixo ou acima dos
limites estabelecidos por leiou recomendados em normas consagradas. Se estiverem acima desses limites,
providências deverão ser tomadas.
Em alguns casos, a medição dos teores gasosos é realizada no recinto ou local onde existem pessoas
trabalhando nasproximidades do equipamento ouinstalação que provoca apoluição. Em outros, pretende-se
conhecer os níveis dos gases, particulados e vapores externamente às edificações industriais, na saída das
chaminés, nos limites da área industrial ou fora dela, para uma avaliação dos riscos a que os empregados
na indústria ou os moradores e a população em áreas vizinhas ou próximas possam vir a estar sujeitos.
A falta ou deficiência de tratamento dosgases expelidos pode afetar locaisrelativamente afastados, amplian-
do o campo dos malefícios da poluição atmosférica.
b)
Medições de grandezas físicas próprias ao escoamento do ar
(po lu ído ou não) em du tos , na sa ída de
grelhas ou aerofusos, na entrada dos captores, cabinas de pintura etc.
São importantes as medições da velocidade, da pressão, da vazão, das temperaturas (bulbo seco
o,ubulbo úmido), da umidade relativa e do ponto de orvalho.
19.2 MEDIÇÃO DOSNÍVEIS DOSGASESPRESENTESNO AR
Os gases cujo teor no ar mais se procura comumente detenninar são:
- Oxigênio, O2
-
Anidridosulfuroso,S02
-
Óxidos de nitrogênio, NO.
- Monóxido de carbono, CO
- Gás cianídrico, HCN
-Cloro, CI2
- Metano, CH4,e outros gases combustíveis
-
GLP (gás liquefeito de petróleo)
Existem instrumentos portáteis e sis temas de monitorização, com controle remoto, para detecçãe de
certos gases. Esses equipamentos são fabricados no Brasil. Assim, por exemplo, a empresa MSA do Brasil,
Equipamentos e Instrumentos de Segurança Ltda., fabrica, entre outros instrumentos portáteis, os seguintes:
-
Miniindicador de
monóxido de carbono
- Mini CO IV - dotado de mostrador digital e alarme sonoro
e lumi no so . Ver a F ig. 19.1.
MEDIÇÕES EM VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
371
Flg. 19.1 Miniindicador MSA de monóxido de carbono.
- Miniindicador de H2S. Ofer ece l eitu ra d ig it al d e concen tra ção de H2S no ar , de Oa 200 ppm.
- Indicador de
oxigênio
modelos 245R e 245RA. Mede a concentração de oxigênio na atmosfera na faixa
, de0-25 . Estes modelos são indicados para medição de oxigênio em aplicações industriais e áreas onde
I
amostras remotas são freqüentemente solicitadas.
1- Alarmede gás combustível,modelo100. É usado para monitoraratmosferasonde haja possibilidade
de seremencontradosgasese líquidosinflamáveisem misturacom o ar. Fornece infonnaçõesde teor
de solventes, sendo aplicado, por exemplo, no processamento de algodão, soja, borracha; em indústrias
químicas, petroquímicas, de tintas etc. Em pátios de armazenamento de combustível , mede o teor de
t gasol ina ou de out ros vapores , GLP etc . exi st entes na a tmosfera .
i
Sistema Remoto BRD 500.Monitoriza e detecta:
t
' .. CO2 (modelo BDR 570);
' . H2S(modelo BRD 580);
. HCN (modelo BRDE 60);
'. CI2(modelo BRD 590), gás combustível (BRD 520)(hidrogênio, metano, GLP).
Os sensores remotos enviam sinais elétricos para um painel de controle localizado na sala de controle
,(Fig. 16.3).
'. A Dynasciences fabrica monitores de gases empregando transdutores eletroquímicos, isto é, dispositivos
farádicoscapazes de detectar seletivamente vários tipos de gases. Fazem parte de sua linha de produtos:
,
ia ) a na lis ador s impl es de ga ses , model o p300, u ti liz ado para medi ção de S02 ' NO. . N02 e
Oú
Flg. 19.2 Alarme de gás combustível MSA,
'Modelo 100.
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372
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Fig. 19.3 Sistema desensores remoto MSA Série BRD
500para múltipla detecção de gases.
b) analisador duplo de gases, modelo p301, para monitorização de SOz,NO., NOz eCO;
c) sistema de monitorização portátil, modelo pl00D, para SO) e NO,;
d) sis tema compacto para monitorização do ar, modelo pl00A, para SOz, NO.. NOz e CO, mostrados na
Fig. 19.4.
A Detector Electronics do Brasil fabrica detectores de gáscombustível (Modelo C7061)e de gássulfídrico
.(Modelo C7062) e os controladores correspondentes que monitorizam os sinais emitidos pelos sensores e
ativam as saídas adequadas em resposta à detecção de gás que exceda a umnível predeterminado.
A medição do teor de poluentes em locais de acesso difícil ou praticamente impossível se realiza com
os chamados processos de telemedição .
O engenheiro WilsonBarbosa de Oliveira, daPetrobrás, publicou o trabalho Tefedeterminação de Pofuentes
na Atmosfera (Instituto Brasileiro de Petr61eo,IBP, publicação 8.03), no qual resume os progressos alcançados
neste assunto e indica vasta bibliografia. Analisa as técnicas modernas de multifreqüência e as técnicas de
raios faser.
Fig. 19.4 Sistema compacto para monitorização do ar,
da Dynasciences.
19 .3 TELEMEDIÇÃO COM
LASERS
Existe um equipamento denominado Lidar Light Direction and Ranging), que opera segundo o mesmo
princípio do radar, porém emprega feixe energético da região ultravioleta do espectro.
O Electric Power Research Institute (EPRI) desenvolveu umsistema de monitorização baseado no Lidar
e que se denominou Dial (Diferencial Absorption Lidar), com a finalidade de determinar o teor de SOz,
NOz, COz e outros gases na atmosfera a distâncias de até 3 kmdo equipamento de medição.
Cada gás absorve luz ou energia em determinada faixa de comprimento de onda. O grau dessa absorção
pode ser expresso matematicamente e se relac iona tan to com a concent ração do gás no ar quanto com
o comprimento de onda da energia absorvida. O sistema Dial emprega dois feixes de raios faser, sendo
umsintonizado para uma faixa de forte absorção do gás pesquisado, e outro, para uma faixa de fraca absorção.
MEDIÇÕES EMVENTILAÇÃO INDUSTRIAL 373
(
A concent ração de gás pode ser medida tomando-se por base a di fe rença ent re as intensidades dos (
dois sinais refletidos.
.
Existe um sistema m6vel de monitorização que consta de um emissor de raios faser, um rastreador (
receptor t ipo telesc6pico, um fotomultiplicador, um minicomputador para preparo e arquivo de dados e
ums istema eletrônico par a as mediçõe s e contr oles. Este equipamento é instalado em um veículo. (
A medição da poluição causada por partículas em suspensão na atmosfera tem sido feita com sucesso
pelo Método Amostrador de Grandes Vofumes HiVol e pelas redes automáticas de monitoramento Beta, (
e manualmente pelo Método Ótico de medida de refletância.
A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
-
CETESB, tem aplicado em São Paulo o (
chamado Modelo Receptor-Balanço de Massas Químicas para quantificar, qualificar e identificar as fontes
de poluição por material particulado. Neste processo são coletadas amostras de poeira abaixo de 2,5 micra
{
e separadas de poeiras compreendidas entre 2,5 e 10micra e das poeiras totais, que incluem as maiores
de 10 micra. (
As amostras colhidas são, em seguida, pesadas e analisadas por raios X, que permitem identificar cerca
de 30 elementos. Os elementos não-sensíveis aos raios X são identificados pelo cromat6grafo iônico e pelo
(
analisador de carbono.
Os dados referentes às propriedades fís ico-químicas do poluente são processados em um computador (
e cotejados com outros colhidos nas diversas fontes: chaminés, veículos, pátios de descarga e armazenagem
de material pulverulento etc., já implantados no programa.
O pesquisador obtém ao final,no terminal do vídeo ou impressora, informações sobre os diversoselementos
componentes da massa química de poluentes.
.
19.4 MEDIÇÃO DA VELOCIDADE DO AR
(
(
(
{
~
(
(
(
(
A velocidade do ar pode ser medida com o auxíl io do tubo de Pitot ou com placas de orifício e bocais
calibrados, além dos anemômetros de palhetas giratórias e dos velômetros de palheta oscilante. Vejamos
os dispositivos mais usados:
19.4.1 Tubo de Pitot
É usado na determinação da velocidade em dutos, em geral com a finalidade de, a partir da velocidade
e da área da seção de escoamento, calcular a vazão. O tubo de Pitot consta na rea lidade de do is tubos
concêntricos, medindo o tubo interno a pressão total exi sten te na corrente de ar e o tubo externo apenas
a pressão estática. Ligando-se o tubo externo e o tubo interno a um manômetro em V, o desnível Hd entre
a pressão total e a pressão estática é a pressão dinâmica ou altura representativa da velocidade.
Conhecendo-se a grandeza denominada
fator de densidade
do gás
d
= 1 para o a r puro -em condi ções
normais de temperatura e pressão) e a pressão dinãmica
Hd
ou
Pd
em pol . de água , podemos calcular a
velocidade do ar em pés por minuto pela f6rmula
..
(
\
(
(
I
V = 4.005yPressão dmâmlca
I
(fpm) /19.1
I
Quando o ar não se acha nas condições normais de temperatura e pressão, deve-se corrigir a pressão
dinâmica Pdem função do fator de densidade d
í,
(
<
d-~x~1 11921
Hb
= pressão atmosférica em polegadas de Hg
t
= temperatura do ar em p
f
l
A ve locid ade , no c aso , s er á c al cu lada por
(
(
(
(
L
I
V = IOM~
I
(Cpm) 11931
J
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374
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
5
=
16o
O'25~'~'
r-
2,500 =801
Diômetro
0 125
1~ =10
~-r
90 10
A-'
.
EÇAO A'A
8 furos - 0 041de diâmetro igualmente
espaçados e sem rebarbas.
o 156 f iRod.
externo x bitolo 21 8 as
Pressõo Está ico
Pressõo TatoI
Fig. 19.5 Tubo de Pitot padrão.
e a pr es são corr ig ida pode s er ca lculada por
I
p..,...
.
p x . - ;;. I ('01. ,0) 1194 I
o tubo de Pitot oferece precisão aceitável para velocidades abaixo de 600 a 800 fpm.
A Fig. 19.5mostra um tubo de Pitot padrão, com asdimensões principais.
Observa-se que a abertura na extremidade posterior do tubo permite a medição da pressão total p/,
e que a derivação lateral conduz à medição da pressão estática p. (ou H,).
Para compreender como se pode medir a pressão dinâmica com o tubo de Pitot , rememoremos o que,
no Capoli, v imos par i o casodos dutos .
Seja'a Fig . 19.7 a. O ar está sendo insuflado e temos três tubos curvos, A, B e C. O tubo A, com
a abertur a no eixo do tubo, f ornece a
pressão total P,ota ,
digamos , de 38mmH20 ; o tubo
B,
adaptado
à parede, mede a pressão estát ica p. , digamos de 8 mmHp. Ligando um tubo ta l como o C, obteremos
d ir et amen te a p res são d inâmi ca Pdin = 38
-
8
=
30 mmH20.
Se o venti lador for instalado como um exaustor (Fig. 19.7 b), teremos no duto uma pressão inferior
0,026 o
0,082 o
0,146 o
0,226 o
0,342 D
.+.
0, 658 o
0 ,774 o
0, 854 D
0, 918 D
0, 974 D
Fig. 19.6 Localização de pontos para medição com tubo de Pitot em duto
circular.
i*
,.
i
MEDIÇÕES EM VENTILAÇÃO INDUSTRIAL 375
Pressõo Total
- Pr8Ss~oEstático =
press40 Dlnômico
Obs . :
30mm HzO
- 8 mm HzO = 30 mm
p s = Pd
o 22,lm.s-lde velocidade do ar
Press~o Total
-
Pressõo Estática = PressCo Dinâmica
- 8 mm HzO
- (-
38 mm HzO ) = + 30 mm HzO
Ci)
~ Flg. 19.7Mediçãodaspressõescomtubocurvocontendolíquido.
à a tmos fér ic a, e a p res são d inâm ica s er á
Pdin= -8 - (-38) = + 30mmHp
Consideremos, agora, a Fig . 19.8. Em a t emos o pr imei ro caso. Foi ins ta lado um tubo de Pi to t do
modelo da Fig. 19.5, em um duto de aspiração, mas tampou-se a derivação lateral , que é usada para medida
da pressão estática. Logo, a pressão medida é a pressão total negativa R isto é, o vácuo relativo no duto.
No segundo caso, b, observa-se que foi fechada a saída superior de medida da pressão total . Portanto,
.,
a colunade águano tubo curvo medea pressãoestática
p..,
=
R..
O terceirocaso
(c)
mostrao tubo de
Pitot instalado com as duas saídas l igadas em A e B ao manômetro de tubo curvo. O desnível Rd é a
. pressão dinâmica em mmH20 (ou dolíquido contido notubo curvo).
,0
G
~
Flg. 19.8 Medição das
pressões com tubo de Pitot. .
(b)
Pressão total abaixo da
atmosférica.
(a)
Pressão es-
tática abaixo da atmosféri-
ca. (c) Pressão dinâmica.
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376
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
19.4.2 Anemômetro
É usado para determinação da velocidade, e portanto da vazão, em aberturas e passagens amplas de
ar, sendo desaconselhado para medição em dutos de dimensões pequenas, devido à,obstrução que provoca.
O ins trumento cons ta de uma hélice ou roto r de pa lhe tas, colocada em um pequeno tubo e l igada
por umtrem de engrenagens a um sistema de mostradores, que dão diretamente a velocidade do gás. Mede
velocidades da ordem de 200a 3.000 pés/minuto, havendo modelos que medem velocidades mais baixas.
Existem anemômetros convencionais de leitura direta e anemômetros eletrônicos e digitais. Estes instru-
mentos medem impulsos elétricos desenvolvidos por um transdutor capacitivo. Os impulsos alimentam uma
unidade indicadora onde são integrados, de modo a poderem operar um medidor convencional. Alguns tipos
também registram graficamente as medições efetuadas. .
Fig. 19.9 Anemômetro portáti l King-Marine Mo-
del o KW-820 B com sen sor remo to lig ado a um
cabo blindado com 15metros de compr imento .
Campo de medição: 0-110km/hora.
19.4.3 Velômetros
Os velômetros são anemômetros de lâmina oscilatória muito usados em medições de campo devido
à sua portabilidade, ampla escala de leitura e possibilidade de medições imediatas. São, também, designados
por anemômetros defletores.
Conforme o acessório que se adapte ao velômetro, este pode medir pressões estát icas e uma extensa
faixa de velocidades de escoamento. Os velômetros modelo 6006 AP-M/S, ALNOR, medem velocidades
do ar nas faixas 0-1,5/6,25/12,5125/50m/s e possuem seletor de faixas e sondas Pitot. A Fig. 19.10, mostra
um velõmetro com seus acessórios.
Flg. 19.10 Velômetro com acessórios.
MEDiÇÕES EM VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
(
377
(
Os velômetros em geral são calibrados para as condições normais de temperatura e pressão. Se a tempe- {
. ratura variar de mais de 3Ü Facima ou abaixo de 7Ü F,e a alt itude for maior que 1.000 pés, convém realizar (
as correções correspondentes. \
Sejam d a densidade do ar na alt itude considerada e t a temperatura do mesmo, em graus Fahrenheit.
(
Temos
(
(
{
. fT
Veloctdadereal V, = Ylid. Vd
Velocidade real Y
=
Y
. .~460 + t
IIda
530
{
A Fi g. 19.11 most ra vár ia s aplic ações do vel ômet ro em s is tema de du to s, e xau stã o, ta nque de gal van iz ação (
e cabine de pintura .
A F ig . 19 .12 most ra deta lh es da i ns ta laç ão do velõme tro par a r ea li za ção das med ições .
(
Baseiam-se na variação da corrente elétrica em um condutor, quando varia a temperatura. Ouando (
uma corrente de par passa em volta de um lio aquecido, a retirada de calor do fio depende da velocidadedo ~
escoamentodo ar, e, portanto,a temperaturado fioe sua resistênciavariamtambémcom a velocidade.O Anemothenn
[
~
(
(
(
(
19.4.4 Anemômetros de fioquente ou termoanemômetros
\
\
,
ISTEMA DE INSUFLAÇAo
T NQUE OM H P S I MER S S
EXAUSTÃO
{
<
.L
SISTEMA DE EXAUSTÃO
CABINE DE PINTURA
Flg.
19.11
Aplicações do velômetro em medições nos sistemas de venti lação ACGIH).
:.
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378
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
~~
.,.
::D~
.,
-......
-,-..~
+
.+,
Fig. 19.12 Aplicações dovelõmetro namedição d~
velocidade de escoamento do ar.
Fig. 19.13 Anemômetro de fio quente.
MEDIÇÕES EM VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
379
Air Me/er mede veloc idades do ar ent re 10 e 8.000 fpm e di re tamente a pressão estát ica numa faixa de
9-10 de coluna de água positiva ou negativa. Funciona com energia elétrica da rede ou fomecida por baterias.
19.4.5 Anemômetros de par termelétrico
o princípio é o mesmo do tipo anterior, com o seguinte complemento:
- um par termelé tr ico mede a tempera tura de um elemento aquecido e colocado na corrente de ar; um
out ro par mede a tempera tu ra do a r em escoament o.
Entre as l igações aquecidas e não-aquecidas dos pares , estabelece-se uma diferença de potencial . O
ar em escoamento tende a esfriar o par termelétrico aquecido, reduzindo a diferença de potencial gerada.
A tensão ( voltagem ) gerada permite a medição da velocidade de escoamento. Existem instrumentos deste
tipo para medição de velocidades, na faixa de 10a 2.000 fpm e valores até maiores.
19 .5 MEDIÇÕES DE VAZÃO
19.5.1 Tubo de Pitot
Vimos que, com um tubo de Pitot, podemos determinar, pela pressão dinâmica, a velocidade de escoa-
mento. Uma vez conhec ida a ve loc idade , o d iâmetro e , po rt anto, a á rea da seção de escoamento do ar,
pode -se , pela equação de conti nu idade Q
= S V
determinar a vazão.
Existem, ent re tanto, out ros disposi tivos para medição da vazão em dutos . Vejamos alguns.
19.5.2 Placas de orifício
A placa de orifício é um disco com um orifício central colocado no duto. De um lado e outro do
di sco exi st e uma tomada para um tubo que se l iga a um manômet ro de tubo cu rvo ve rtic al ou i nc li nado.
A Fig . 19.14 mostr a um medi dor de p la ca de o ri fí ci o da Conaut (r epr esent ant e da Turbo-Werke) . Mede
vazões de gas es de 12a 16. 000 m3fh , em dutos de at é 16 de di âmet ro .
PL DE ORIFí IO
Flg. 19.14 Placa de ori fí cio
Conaut Furbo-Werke ) 12a
16.000 m
Ih.
,
19.5.3 Placa sensora comtransdutor pneumático
Para vazões de 90 a 420.000 m3fh em dutos de até 40 de diâmetro, a Conaut fabrica o medidor NOVA,
permi ti ndo o uso par a gas es em temper at ura s de at é ISO-C.
19.5.4 Ilotâmnetros
São medidores de vazão constituídos por um tubo troncônico contendo um fIutuador que é uma esfera
ou corpo de forma especial . Ao passar o f luido no inter ior do tubo , o f Iu tuado r se desloca, ind ic ,ando ,
em uma escala graduada, diretamente a vazão.
, .
Aoescoarno rotâmetroumadeterminadavazão,ofluidosubmeteoflutuadoraforçasquesão equilibradas
pelo peso do mesmo.
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380
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
o rotâmetro pode ser intercalado verticalmente na tubulação que conduz o fluido (líquido ou gás),
como se vê na Fig. 19.15, ou em bypass de modo a poder adaptar -se a tubos de a té 20 de d iâmetro,
como se vê na Fig. 19.16, onde é mostrado um rotâmetro DOMOX H262, da Conaut, par a vazões de
gases de 1 a 6.000 m31h.
PANZAXE2a
Fig. 19.15 Rotâmetro Conaut
(Turbo-Werke) 4,5 a 3.000
m31
h.
DOMOX H262
Fig. 19.16 Rotâmetro Conaut
(Turbo-Werke) 1 a 6.000 m3/h
Fig . 19.17 Rotâmet ro t ipo R-3a
deOMEL Ind. e Comércio S.A.
19.5.5 Outros dispositivosde medição
Os medidores Venturi e os medidores de boquilha são mais empregados em laboratórios de ensaio
do que em medições rotineiras de descarga em sistema de ventilação. Os manuais de hidráulica e de mecânica
dos fluidos dão as dimensões característ icas e a expressão da vazão e a maneira de calcular o
coeficiente
de descargaque aparece nas fórmulas.
19.6 MEDIÇÃO DA PRESSÃO (ESTÁTICA)
A medição da p ressão é út il na determinação da perda de carga ao longo de captores e dutos. Serve
também para se determinar a pressão estát ica em venti ladores e para cálculo da vazão do ar em captores
ou dispositivos de exaustão.
Vimos que com o tubo Pitot se pode medir a pressão estát ica, além da pressão total . Os instrumentos
que medem a pressão estát ica são os
manômetros
Os maiscomuns são o de tubo em U, o de tubo inclinado
e o manômetro metálico/fechado, tipo aneróide
Esses três t ipos de manômetros podem ser adaptados a um tubo de Pitot , para medição das pressões
estáticas, total e dinâmica.
19.6.1 Tubo emU
Pode se r u sado e enchi do com vár io s l íquidos: água, m~r cú rio , á lc oo l, ó le o, quer osene e ó le o e speci al
de manômetro.
Deve- se ev identement e u sar o l íquido pa ra o qual a e sca la fo i e sta be le cid a ou f az er a corr eç ão co rr espon-
dente às densidades. São por tá te is e não necessi tam cal ibragem. Preci são: 0 ,1 H10.
Para uina maior preci são de lei tura , usa-se o manômet ro em U com um dos lados inc linados com declividade
de 1 para 10. Preci são: 0 ,005 H20.
19.6.2 Manômetros tipo aneróide ou de diafragma
Para pressões a té 15e mesmo acima de 20 'po legadas de coluna d' água, pode-se usar o
manômetro
tipo aneróide Lê-se diretamente na escala a pressão. A desvantagem é que, sendo um dispositivo mecânico,
MEDIÇÕES EM VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
38
~
{
~
NOM TRO
I N
L
N A D o
~
~~,NNE:~~
~ ,._-
DUTO
DUTO
(
Fig. 19.18 Medição da pressão estát ica com manô-
metro inclinado.
Flg. 19.19 Medição da pressão total com manôme-
{
tro inclinado.
\
I
Flg. 19.20 ManÔmetro aneróide Magnehelic.
(
(
(
{
~
(
(
(
(
pode vir a apresentar falha , necessi tando de cal ibragem per iódica .
A F ig. 19.20 mos tr a um manômet ro aner óid e da Magnehe lic , com esc ala de a té 15 polegadas de água.
\
<
9.7 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
Existem termômet ros de máxima com escala de -15 +5O'C , ou tros de -30 a +50'C, e de mínimo ,(
de -15 a +4o-C. Sãofabricados conjuntos de termômetros padrão tipo DECR, compostos de oito termômetros
em escalas parciais de -38 até 360'C. (
A medição de temperaturas elevadas de gases em estufas, fomos, dutos de exaustão e chaminés é feita
com pirômetros que, por sistemas elétricos, fazem a indicação a distância, e em certos casos graficamente. (
19.8 MÉTODOS DE MEDIÇÃO ADOTADOS PELA FEEMA - FUNDAÇÃO DE ENGENHARI
ESTADUAL DO MEIO AMBIENTE DO RIO DE JANEIRO (
A FEEMA publicou
o Manual do Meio mbiente no qual são apresentados com clareza e detalhes
os métodose osprocedimentosde medição cálculos amostragem ensaioe análisedo ar paradeterminaçãó
de certo número de poluentes.Mencionaremosos títulos de algunse recomendamosa consultaao Manual
paraa obtençãodasinformaçõesimpossíveisdeseremcondensadasnestecapítulo. \
~
. MF 514.Rl
-
Determinação da Umidade do Gás em Chaminés. \
.MF 515.Rl
-
Determinação em Chaminés da Concentração de Partículas no Gás.
. MF16.Rl
Determinação Visual da Opacidade dasEmissões Provenientes de Fontes Estacionárias. (
.MF 517.RO -
Determinação da Concentração do Dióxido de Enxofre no Gás em Chaminés.
.
.MF 518.RO
-
Determinação da Concentração do Dióxido de Enxofre e da Névoa de cido Suljürico nd
Gás em Chaminés.
. .
.MF 519 RO - Determinação da Concentração de Dióxido de Nitrogênio no Gás em Chaminés.
(
(
C
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 199/210
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 200/210
384
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 20.3 Volume e capacidade
Unidades do sistemainglêsl Equivalente métrico
1 pé cúbico (cu.ft)
1 galão americano
1 galão imperial
1 polegada cúbica (cu.in)
1 barril
28,317 l it ros = 0,028 m3
3,7853 litros
4,546 litros
16,387 cm3
119,215litros = 42galões americanos
Medidas m-étr icas
1 litro
1 m3
Equivalente inglês
0 ,0353 pécúbico = 61pol .3
0,264 galão americano
0,220 galão imperial
1,308 jarda cúbica = 35,31pés.3
1
t
= 1dm = O,ootm = 1.000cm
/
\
(
(
(
(
(
(
I
,~ ~ - .-f. -.- , - -- - - - C
Tabe la 20,4 Mas sa
Unidade s ingle sas Equi va len te mét ri co
1grão (grain)
llb = 7 .000 grãos (gr )
1 slug
lança (ounce)
64,8 mg
0,4536 kg
14,594 kg
28,35 g
Unidades métricas
Equivalente inglês
1 kg
1 t
2,205 Ib = 35,27 oz
1.000kg
1bária
1 pé decolunad água
1 libra por pé quadrado (p.sq.ft)
1libra por paI. quadro(1 psi)
1atmde 29.922paI. demercúrio (760mm de mercúrio)
1paI. de mercúrio
1pé dea l tura d água do mar
1 péde a ltura d água
760 mm de mercúrio
1paI . de a ltura d água a 62 F
1 atmosfera
1l ibra deágua por pol . quad. a 62 F
1 paI. de altura de mercúrio
1kgflcm2
1 kgflm2
1 metro de coluna d água
1 mm de coluna d água
Tabela 20.5 Peso
Unidades inglesas
Equivalente métrico
lança = 8 oitavas
llibra-peso = 16onças
28,35 gramas
0,454 quilograma
Unidades métricas
Equivalente inglês
1 grama
1 quilograma peso (kgf)
1 tonelada métrica = 1.000 kgf
15,43 grãos = 0,053 onça
2 ,205 l ib ras peso
0,984 tono bruta
1,102 tono líquida
Tabela 20,6 Pressão
0,001019 glcm2
62,425libras por pé quadrado
0,4335 libras por paI. quadrada
0,0295 atmosfera
0,8826 pai. de mercúrio a 3Ü F
= 713,3 pés de ara 32 F e pressão atmosférica
0,01602 pé de coluna d água
2,307 pés de coluna d água
= 33,9pés de al tu ra d água
= 14, 696 p si
1,133 pésde coluna d água
1,026 pés de coluna d água pura
= 62,355l ibraspor péquadrado
= 0,43302 l ibra por paI . quadrada (ps i)
= 29,922paI. coluna de mercúrio-
0,5774 onça = 0,036.085 libra por pol. quadrada
1,083 kgf . cm-2 = 14,696Ib/ sq . in
2,3094 pésde coluna d água
0,49119 libraspor pol. quadrada
= 14,2233Ib/ sq .in (ou psi )
0,9678 atm
10 metr o de coluna d água
0,204 Ib/sq.in (ou psi)
0,1 kgf . cm-2
1kgf.m-2
TABELAS ÚTEIS
385
Tabela 20.7 Velocidade
(
\
(
(
(
1m/s
1mls
lftls
1ftlmin
1knot
= 196 ,8 5 f tlmi n
= 3,28ftls
= 0,30 45 mls
= 0,00508 mls
= 0,514mis
Tabela 20.8 Sistemas deunidades de medidas
(
(
(
(
(
\
(
(
(
Sistcma Internacional ou Giorgi ouM K S A
Ou: N m
Tabela 20,9 Correspondência das unidades S.I.
~
(
(
(
(
Tabela 20.10 Múlitplos e submúltiplos
Denominações
Símbolos
Grandeza
M.Kf.S.
C.G.S.
M.T.S.
S.I.
Comprimento metro (m) centímetro (cm) metro (m) metro (m)
Tempo
segundo (s)
segundo (s)
segundo (s)
segundo (s)
Massa
M.Kf.S. de massa
grama (g)
tonelada (t) quilograma (kg)
Força
quilograma.força (kgf)
dina (dyn)
stenio (sn) newton (N)
Momento
kgf. m
dina .cm
sn. m
metro newlon (m N)**
Pressão kgf/m2
bária/cm2 = dinalcm2 piezo (pz) = solm2
paseal (Pa) = N/m2
Trab. ou energia
quilogrâmetro (kgm)
erg
sn. m
joule (J)
= N. m
Potência
kgmls
ergls
sn .mis
watt (W) = J/s
1:1.S.1.
M.kf.S.
C.G.S.
M.T.S.
1m 1m 102cm 1m
1 s
1 s
ls
1 s
1 kg
0,102 u. M.Kf.S.
lü3 g
10-3 I
lN
0,102 kgf
IOsdina
10-3sn
lN m 0,102 kgf . m
10 dina-cm
10-3sn .m
1 Pa 0,102 kgf/m
10ILb
10-3pz
1J
0,102 kgm
10 erg
10-3sn .m
lW
0,102 kgm/s
10 ergls
10-3sn . m/s
1012
10
10
lü3
102 10
10-1
10-2
10-3 10-
10-
1012
tera
giga
mega
quilo
hecto
deca deei
cenli mili
micro nano
pico
T
g
M
k
h da
d c
m
L
n
P
.-
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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386
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 20.11 Vazão ou descarga
1 cfs
1cfm
1cfm
1 cfm
1gpm
1 m'lh
1m'/s
1 m'/s
1 m'/min
1 m'/min
0.0285 m'/s
0,472 IIs
0.0285 m'/min
0.000472 m'/s
3 .7 85 4 1 11 )1
0.5886 cfm
35,31 cfs
2.118,9 cfm
264,2 gpm
35,314 cfm
Tabela 20.12 Força
1 N (Newton)
lN
lN
lN
llbf
llbf
1kgf
0,225 Ibf
7,233 poundal (pdl)
0.102 kgf
tOO.ooodinas
4,448 N
32,174 (pdl)
9,807 N
Aceleração padrão
g = 9 ,8 07 m ls ' = 3 2, 17 4 f ll s'
Tabela 20.13 Pressão
lin WG
1mm ca
1m ca
1mmc a
1inHg
10cm ca
1mmHg
1mbar
latm
1 atm
1 atm
1 atm
1 atm
1 kPa
1 Pa
1kPa
1kPa
100kPa
llbf/ft'
1PSI
1kPa
1 kgflmm'
lMPa
1 kgf/mm'
1 PSI
1bária
.
1 kgf/cm'
1mmHg
= 249.1Pa
= 1kgflm'
= 9.8kPa
= 9.807Pa
= 3.386 kPa
= 1 kPa
= 133 ,3Pa
= 100 Pa
= 101.325 P a = 101 k Pa
= 760mmHg
= 29,921inHg
= 101.325 P a = 101 k Pa
= 10.332kgf /m ' = 1kgf. cm '
= 4,015 inWG = 0.1 mca
= 0,102 m m ca = 1 N/m
= 0,295 in H g = 10 c m ca
= 7,502 mmHg
= 0 ,987 atm
= 47.880 Pa
= 6,895kPA
= 20,885 Ibf/fr
= 9 ,807MPa
= 0.102 kgf/mm'
= 1.422,33psi
= 0,0007 kgf/mm'
= 10 Pa = 100kPa = 10-'
N/m
= 1kgf lem'
= 100 kPa = 14,22 p si = 1 bária
= 133 ,3 Pa
Tabela 20.14 Viscosidade cinemática
1
ft /s
1 centistoke
1 m /s
1 mm'/s
= 0,093 m /s
= 0.01
em /s
= 10,764
ft /s
= 1cSt
Tabela 20.15 Viscosidade dinãmica
1 IbIs. ft
1Ibf.slft'
1 kgf
.
sim'
lkglm.s
1centipoise
1centipoise
1Pa. s
1 Pa. s
1 Pa. s
1Pa. s
1kg/m.s
1kgf.sim'
1kgf. sim'
1kgf.sim'
= 1,488Pa
.
s
= 47,88Pa.s
= 9,807 P a . s
= lPa.s
= 0 .01dyn . s lcm'
= 0,001 Pa . s
= 0,672 l b/ s . f t
= 0,021 Ibf slft'
= 0.102kgi sim
= 10poi se
= 0,672 Ib/s ft
= 9 8. 07 poi se
= 0,2 06 Ibf . s lft'
= 6,590Ib/s.
ft
Tabela 20.16 Calor espec íf ico
1kcallm' 'C
1 kcallm' 'C
1 Btullb 'F
1kcallkg 'C
Btullb 'F
Btulft' 'F
1 kJlkg 'C
1kJlkg 'C
1 kJ/m 'C
1 Btulft ' 'F
4 187 kJ/m
'C
16,02 Btulft' 'F
4,187 kJllg 'C
4,1g7 kJ~ -C
kcallkg 'C
67.066 kJ/m 'C
0,239 Btullb P
0,239 kcall_kgC
O,U15Btulft' 'F
0,0624 kcallm' 'C
Tabela 20,17 Condutividade térmica
1 Btulft .h 'F
1 kcal/m . h 'C
1 W/m 'C
1 W/m 'C
1 Btulft .h 'F
1kcal /m .h 'C
= 1,731 W/m 'C
= 1,163
W/m
'C
= 0 ,578
BTU/ft .h 'F
= 0 .860 kca llm
. h 'C
= O,672kcal lm' h 'c
= 1 ,488Btu lf t . h ' F
,
.
TABELAS ÚTEIS
387
Tabela 20.18 Conversão de unidade de trabalho. energia e calor
Tabela 20.19 Fatores de conversão
(conf orme o Manual d a Técnic a de Bue ir os e Drenos , d a ARMCO)
Multiplicar
Are
Are
Atmosfera
Atmosfera
Atmosfera
Atmosfera
Cavalo vapor
Cavalo vapor
Cavalo vapor
Cavalo vapor
Centiare
Centímetro
Centímetro quadrado
Centímetro quadrado
Centímetro cúbico
Centímeiro cúbico
Centímetro cúbico
Centímetro cúbico
Centímetro por segundo
Dina
Galão americano
Galão americano
Galão americano
Galão americano
Galão americano
Galão americano p/minuto
Galão americano p/minuto
Grama-força
Jarda
Jarda
Jarda
Jarda
Jarda quadrada
Jarda cúbica
Jarda cúbica
Jarda cúbica por minuto
Jarda cúbica por minuto
Libra
Libra
Libra de água
Libra de água
Libra por pé
Libra por pé quadrado
por
0.02471
100
76
10333
14,70
33,9
1.014
0,7457
33000
550
1.0
0.3937
1.076 x 10- '
0,1550
2 642 x 10-'
3 '531 x 10- '
6 :102 x 10
1,308 x tO' .
0,032 81
1.02 x 10- '
3.785
3.785 x 10-'
0.1337
231
4,951 x 10'3
0.063 08
2,228 x 10- '
980,7
91,44
0.9144
3,0
36.0
0,8361
764,6
0,7646
12,74
0.45
0,4536
444,8
0.01602
27,68
1.488
4.882
para obter
Acre
Metro quadrado
Centímetros de coluna de mercúrio
Qui lograma- força por m'
Libra por pol. quadrada
Pé de altura d'água
Cavalo vapor (métrico)
Quilowatt
Pé . l ib ra por minuto
Pé . l ib ra por s egundo
m'
Polegada
Pé quadrado
Polegada quadrada
Galões americanos
Pé cúbico
Polegada cúbica
Jarda cúbica
Pé por segundo
Grama-força
Litro
Metro cúbico
Pé cúbico
Polegada cúbica
Jarda cúbica
Litro por segundo
Pé cúbico por segundo
Dina
Centímetro
Metro
Pé
Polegada'
Metro quadrado
Litro
Metro cúbico
Litro por segundo
Pé cúbico por segundo
Quilograma
Dina
Pé cúbico
Polegada cúbica
Quilograma-força por metro
Quilograma-força por m'
tl'
Vale cal cv . h
erg
Joule kWh
(pequena
kgm
(cavalo:hora)
Btu
1
caloria)
erg
1 tO-7
2.78 . tO-14 2.39 . 10-8
1.02 . 10-1 3.72 . 10-1.
9,48 . 10-11
joule
107
1
2,78 . tO-7
2.39 . 10-1
1.02. tO-I
3.72 . 10-7
9,48. 10-4
kWh
3,60 . 101' 3,60 . 1Q6
1
8,60 . 10' 3,67 . 10-' 1,34
3,41. 10-'
cal
4,19 . 107 4,19
1,16. 10-.
I
4.27 . 10-1 1,56 . 10-'
3 .97. 10-3
(pequena)
'kgm
0.98 . 10' 9,80 2.72 . 10-. 2,34
I
3,65 . 10-. 9.29 . 10-'
cv.h
2,68 . 101' 2,68 . 10. 7.45 . 10-1
6.41. 10'
2 ,74. 10'
I
2 ,54. 10'
Btu
1,05 . 1010 1.05 . 10' 2.93 . 10' 2,52 . 10'
1,07 . 10' 3,93 . 10-4
1
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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390 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 20,19 (Cont inuação) Fatores de conversão
( confo rme o Manua l d a Técn ic a de Bue ir os e Dreno s, d a ARMCO)
Tabela 20,20 Conversão de tempera turas
Tabela 20.21 Concent ração de poluentes
1 .' . Dada em'F, c onvers ão para 'C
5
'C =
-
('F
-
32)
9
lppm
= 1p ar te d e v apor o ug á s p or m il hã o d e p art íc ul as
de ar, por volume, a 2 5' C e 760 mmHg,
= tO.&m3/m3 = 0 ,0 00001 m3 m3
= 1miligrama de substância por 1 m3de ar 1
em volume = 10.000 ppm
= 1 milhão de pa rtíc ulas por pé cúbico
1 pa rt e de polu ent e por 10.000par te s de a r =
tO.4m3/m3
1 mg/m3
2 .' . Dada em'C, convers ão pa ra ' F
9
'F = - ('C) + 32
5
1mpppc
Tabela 20.22 Equivalências importantes
TABELAS ÚTEIS 391
Tabela 20.22 Equivalências importantes
1HP.hora
1joule
= 2.547 Btu
= 1,98 x tO-' Ib . pé
= 2,684 x tO.6joule
= 641,7 kca l
= 2,737 x 10' kgm
= 1,0 x 10' erg
= 0,101972 kfm
= 2,39 x tO- kcal
= O,73761b . ré
= 9,486 x tO- Btu
1 Btulh
= 3 ,9 68 k ca l/ h
1watt-hora
= 3,415 Btu
= 2.655 I b - pé
= 0,8605 kcal
= 367,1 kgm
lkW
1kW
lkW
1 kW
= 1, 341HP = 102 k gmls
= 1 ,360CV
= 3 .4 12 ,1 2 B tu lh
= 859 ,845 kca llh
1 kPa (quilopascal)
1mca
1atm
= 0,10mca
= 10kPa ' 0,1kgf
. cm'>
' 100kPa = 1bária = 760mmHg
Tabela 20.13 Padrões de qualidade do ar ambiente, segundo a
SEMA - Secr et ar ia Espec ia l do Mei o Amb iente (Port ar ia n .' 0 231 de 27 04n6 e a
FEEMA - Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente - Rio de Janeiro
Valores referidos à temperatura de 25'C e à pressão absoluta de760mm de mercúrio
a)
Óxido de enxofre
(S02)
. 80 mic rograma s por m3 (0,03 p pm) . média aritmética a nual.
. 3 65 mic rograma s por m3 ( 0,14 ppm) . conc en tr aç ão máx ima em amos tr as de 24 ho ras , a n ão se r exced id a mai s
do que uma vez por ano.
Método de ensaio:
MF 605 . Método da Pararrosanilina.
b)
Par lcu as em suspensão
. 80microgramas por m3 . média geométr ica anual .
. 240microgramasorm3
. concent ração máxima em amost ras de 24 horas , a não ser excedida mai s do que uma
vez por ano.
Método de ensaio:
MF 606. Método do Amostrador de Grandes Volumes (HiVol).
c) Monóxido de carbono (CO)
. 10 miligramas por m3 (9 ppm). concentração máxima em amostras de oito horas, a não ser excedida mais
~p~~~~
.
.
40 mil ig rama s por m3 (35 ppm) . c oncentr aç ão máxima em amostra s de uma ho ra, a não se r exc edi da mais do
que uma vez por ano.
Método de ensaio: MF 607 . Método de Espectrofotometria Não-Dispersiva de Infravermelho.
d) Oxidantes fotoqulmieos
. 1 60 mic rog rama s por m3 ( 0,08 ppm) conc en tra ção máx ima em amostra s de uma hora a não s er exced id a mais
do que uma vez por ano.
Método de ensaio:MF 608 . Método de Luminescência Química (corrigida para interferência devida a óxidos de
nitrogênio e óxidos de enxofre).
e) Partleu as sedimentáveis
. 1 miligrama por em>por 30dias (1 mg/em>/30dias) em área industrial.
.
0,5 mg/cm2/30dias. nas demais áreas, inclusivecomerciais e residenciais.
Método de ensaio:
MF609 . Método do Jar ro deDeposição de Poeira.
Multiplicar por
para obter
Tonelada curta
907 2
Quilograma
Tonelada curta
2000 Libra
Tonelada longa
1016
Quilograma
Tonelada longa
2240 Libra
Tonelada métrica 1000
Quilograma
Tonelada métrica
2205
Libra
1 tlm2
= 0,0914 t/pé2
1 t/p& = 10,936 tlm2
1 kgflm2 = 0,0624Ib/pé2
llb/pés3 = 16,02 kg/m3
11/m2
= 0,0204 gaVpé2
1 gaVpé2 = 48,905
Vm2
1 kgm
= 7,233 Ib. pé
llb .
pé = 0 ,1382 kgm
1 cv
= 0.9863Hp = 75kgf . m/s
1 HP
= 1,0139cv
1 kg/cv
= 2,235 IblHp
lIb/Hp
= 0,447 kg/cv
1 cv
= 735,5 W = 0,986 hp
1 k cal = Cal
= 3,968 Btu 1 Btu
' 0 ,252 kca l = 0,252 cal
1 k cal = 427 k gm = 4,18 kJ = 2,928 x tO quilowatt.hora
= 1,0548kW
1 kcaVm2
= 0,369 Btulpé2
1 Btulpé2
= 2,713 kcal/m2
1 kcaVm21h/'C
= 0,206 Btulpé2/hI'F
1 Btulpé>/hI'F
= 4,88 kcal/m21h/'C
1 kcaVm3
= 0,1123 Btulpé3
1 Btulpé3
= 8,899 kcal/m3
1 kcallkgf
= 1,8 Btullb
1 Btullb
= 0,555 kcallkgf
1 atmosfera
= 1,0335kg/cm>
1 atmosfera
= 14,7Ib/pol2
1 atmosfera
= 76 cm de Hg aO 'C
1 atmosfera
= 29,92 po l. d eHg a 32' F
1 atmosfera
= 10 ,347 m deágua 15 'C
1 atmosfera
= 33,947pés deágua a 62'F
1 atmosfera
= 0,01 kgflmm2
1 pé de á gua = O,434lb/poI2
= 1,0 kgf lcm2
1 HP
= 42,44 Btulmi n = 550 f t Ib fls
lCV
= 75kgm/ s
= 33 .000 Ib
pé/min
= 0 ,735kW
= 10,7kcaVmin
= 0,7457 qui lowatt = 7.457 W
= 76 kgm/segundo
= 1 ,014 cv
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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Licenciamento de Atividades Poluidoras e
Aprovação de Projetos de Sistemas de
Controle da Poluição do Ar
21.1 ENTIDADE CONTROLADORA
Cada Estado possui um órgão responsável pela preservação do meio ambiente e pelo controle da poluição,
o qua l e sta be1ece no rmas e regu lamen tos pa ra apli ca ção das le is f edera is e e st adua is . Fa remos r ef erê nci a
ao caso do Estado do Rip de Janeiro. O projetista, ao elaborar um estudo ou projeto para outro estado,
deverá pre liminarmente procurar obter as informações , a regulamentação e omodo de proceder na apresentação
e na aprovação de projeto de um Sistema de Controle da Poluição do Ar. No Estado do Rio, dois órgãos
t ra tam do assunto , sob aspec tos diver sos:
a) A FEEMA - Fundação Estadual de Energia do Meio Ambiente, vinculada à Secretaria de Estado de
Obras e Serviços Públicos, responde pela Polftica Estadual de Controle Ambiental. Tem por objetivos
a elaboração de projetos interdisciplinares de pesquisas, proposição de normas e padrões, treinamento
de pessoal, prestação de serviçose orientação técnica ao público. Cabe à FEEMA o controle da qualidade
do ar,
notadamente o exame periódico de efluentes poluidores do ar.
b) a C ECA -
Comissão Estadual de Controle Ambiental
aprova e propõe aoSecretário de Estado de Obras
e Serviços Públicos as medidas recomendadas pela FEEMA para utilização racional do meio ambiente.
Recorrendo sempre ao parecer técnico da FEEMA, a CECA exerce o poder de po lícia para p reveni r
e controlar a poluição no território doEstado do Rio de Janeiro. Autoriza, através de licenças, a instalação
de equipamentos e atividades potencialmente poluidoras, quer sejam industriais, comerciais, agropecuárias,
quer públicas, domésticas ou recreativas.
21.2 LICENCIAMENTO
Toda empresa poluidora ou potencialmente poluidora do meio ambiente terá de ter suas atividades
licenciadas. Considera-se poluição qualquer alteração das propriedades físicas, químicas ou biológicas do
meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas, que
direta ou indiretamente seja nociva ou ofensiva à
saúde, à segurança
e ao
bem-estar
das populações; crie
condiçoes inadequadas de uso do meio ambiente para fins públicos, domésticos, agropecuários, industriais,
comerciais e recreativos; ocasione dano à fauna, à flora, ao equilíbrio ecológico, às propriedades públicas
e privadas ou à estética ou que não esteja emharmonia com osarredores naturais.
21.3 SISTEMA DE LICENCIAMENTO DE ATIVIDADES POLUIDORAS
-
SLAP
O SLAP fornece aos i nte re ss ado s a sse ss ori a té cn ic a capa z de Ihes o rie nta r sobre a spec to s que vão de sde
a obtenção de financiamentos para a empresa até a sugestão de alternativas de localização mais propícia
LlCENCIAMENTO DE ATIVIDADES POLUIDORAS 393
à atividade exercida ou a escolha e montagem de equipamentos e aparelhagem antipoluição. O processo
de licenciamento instituído através do SLAP é realizado em três etapas, como veremos a seguir.
21.3.1LicençaPrévia- LP
É concedida na fase pre liminar das a tividades, cor respondendo à fase de del ineamento dos proje tos, quando
ainda não foram detalhados aspec tos rel at ivos ao processo indus tr ia l a ser uti li zado nem local ização ou métodos
de tratamento dos poluentes.
A f inal idade da LP é possibi li ta r o levantamento das condições para que o empreendimento possa prossegui r
c om segurança . Bas ei a- se exc lus iv amen te na s i ri fo rmações p re st adas pe lo in te re ssado, por pa rt e de ste , d e
que o projeto final será mantido em termos compatíveis com as condições em que a licença foi concedida.
A LP é in strumento i ndi sp ens áve l p ar a a conc ess ão de fin anci amen to s e speci ai s, d est in ados à aplic ação de
medidas antipoluição.
21.3.2 Licença de Instalação - LI
I den ti fi ca do s e es pec if ic ado s o s d isposi ti vo s de p ro teç ão ambi en tal do p ro jet o, d eve o i nte re ss ado , an tes
de s ua imp lanta ção, re que rer a Licença de Instalação, a qua l é obri ga tó ria , a o cont rá ri o da LP, que é opc iona l.
A obtenção da Llimpli ca o compromisso , por par te do interessado, de manutenção das espec if icações constantes
do proje to apresentado ou de comunicar eventua is a lt erações dessas condições .
21.3.3 Licença de Operação - LO
Sua concessão autoriza, após vistoria, teste de operação ou outro meio de medição e confirmação de
dados, a entrada em funcionamento da atividade poluidora e seus adequados equipamentos antipoluição.
A continuidade da operação estará subordinada ao cumprimento das condições da LI e da LO. A Licença
de Operação deve ser solicitada tanto para as novas atividades quanto para os projetos já implantados antes
da instituição do SLAP.
A FEEMA ou a CECA podem eventualmente exigi ro Relatór io de Inf luência no Meio Ambiente
-
RIMA,
em qualquer fase do empreendimento, para complementar ou instruir tecnicamente um pedido de
licença. Justifica-se em casos de investimentos vultosos ou altamente complexos, quando se faz necessário
o esclarecimento pormenorizado de todas as característ icas do projeto, de modo a garantir o máximo de
proteção ao meio ambiente e conciliar o desenvolvimento econômico com a preservação do qu~dro humano
direta ou indiretamente envolvido.
21.3.4 Manual do meio ambiente
O manual pub li cado pel a FEEMA apre sen ta o s det al hes do que a cima fo i e xpo sto , os modelo s de requeri -
mentos, as planilhas de informações, os mapas a serem preenchidos, os dados de cadastro industrial, os
modelos de fluxogramas dos processos antipoluição e dos demais dados para o
cadastramento
da
atividade
poluidora. Apresenta toda a legis lação per tinente ao l icenciamento de a tividades poluidoras, t anto no âmbito
est adua l quanto no federal .
Na NT 603, o manual apresenta os
Critérios
e
Padrões de Qualidade ,do Ar Ambiente.
Além disso ,
expõe detalhadamente e com esquemas os
Métodos de Referência
para determinação dos teores de S02
NO CO, oxidantes fotoquímicos e par tí culas em suspensão.
21.3.5 Instruções para apresentação de projetos de sistemas de controle da poluição do ar
A IT 802, do
Manual do Meio Ambiente,
contém os
Critérios para Apresentação de Projetos.
As
Instruções
Técnicas (I T) s egu in tes de tal ham as exi gência s e cond ições a que se deve obede cer nos p ro je to s dos segu in te s
s is tema s de cont ro le de polu iç ão do a r:
. NT 803
-
Sis tema de Exaustão com Fil tro de Tecido.
.
NT 804 - Sis tema de Exaustão com Lavadores e Outros Coletores Úmidos.
. NT 805 -
Sistema de Exaustão com Precipitadores Eletrostáticos.
. NT 806 -
Sistema de Exciustão com Ciclones ou outrosSeparadores Centrifugosa Seco , ou Separadores .
Inerciais.
. NT 807 -
Sistema de Exaustão com Equipamento de Adsorção de Gasese Vapores.
. NT 808 - Sistema de Exaustão com Incineradorde Vapor de Pós-queimador.
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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394
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Não caberia neste capítulo transcrever as instruções referentes aosseis sistemas acimareferidos. Entretanto
para que o leitor, antes de adquirir o manual, já tenha uma idéia do tipo de exigências formuladas e perceb~
o cuidado e rigor no esforço que a FEEMA dedica no sentido de que osprojetos atendam àssuas finalidades
transcreveremos, a título de exemplo, a IT 803.
21.3.6 IT 803- Instruções para apresentação de projetOsdesistema de exaustão comfiltros de
tecido
21.3..6.1 Objetivo
o objet iv o d est a ins truçã o é e st ab el ec er a s c ondiçõ es d e ap re se nt aç ão d e proj etos de s ist ema de ex au st ão
com f il tros de t ecido , como par te do S is tema de L ice nc iamen to de A tividad es Poluidoras .
21.3.6.2 Sistema de exaustão
.
1 . Fornecer um conjunto de desenhos, dimensionados e em escala, em vista plana e elevada, mostrando
claramente cada equipamento de processo ligado ao sistema de exaustão, todos os dutos e suas conexões
como filtroe qualquer pré-captador. Mostrar todos osseguintes detalhes que se aplicarem, usando desenhos
auxiliares, se necessário:
A.
Dimensões e formato de todas as coifas. Mostrar claramente a dis tância da coifa ao ponto ou área
que emite contaminante. Mostrar todas as aberturas, principalmente a abertura principal da coifa.
B.
Diâmetro e dimensões dasseções transversais e comprimentos de todos osdutos principais e ramificações.
C. Localização, tamanho e formato de todas ascurvas, junções e peças de transição.
D. Localização, tamanho e formato de todas as outras peças que não sejam os dutos. Mostrar, também,
todos os equipamentos de resfriamento (câmaras de
spray,
trocadores de calor, colunas de resfriamento
etc.)
E.
Localização e descrição de todos os retentores, chicanas e controles similares.
F.
Localização, tamanho e formato de qualquer
bypass
ao redor do equipamento de controle. Descrever
como opera, em que condições e por quanto tempo esses
bypasses
deverão ser usados.
G. Localização de todos os ventiladores e sopradores. Especificar para cada ventilador ou motor:
a. Ventilador:Fabricante, modelo, tamanho e velocidade (rpm), vazão de ar m3/min a sermovimen-
tada e a pressão estática esperada (mmHzO). Fornecer uma tabela de capacidade para cada
ventilador selecionado.
b. Motor .
Velocidade e potência (hp ou cv).
H.
Localização das unidades de filtração e pontos de saída. Se alguma câmara de sedimentação ou outro
pré-captador for usado como parte do sis tema, mostrar a localização destas unidades de fil tração e
pontos de saída.
21.3.6.3 Equipamento de controle
1. FQrnecer as seguintes informações e desenhos:
A.
Fabricante, modelo, tamanho, tipo e capacidade dasunidades de filtração.
B.
Todos os dados e cálculos usados na escolha e projeto das unidades de filtração.
C. Especificar que partes das unidades de filtração, se houver, são desligadas em qualquer tempo durante
a operação. Dar os motivos e detalhes específicos.
D.
Descrever o método de disposição do material coletado e o procedimento a ser usado para prevenir
perdas quando da limpeza ou esvaziamento das unidades de filtração.
E.
Temperatura dos gases ou ar que entram nas unidades de fil tração. Se algum controle especial for
instalado para manter a temperatura elou pressão dentro de certas faixas, especificar essas faixas e
descrever o modo pelo qual o controle é mantido.
F.
Eficiência esperada da unidade de filtraçãopara controlar ostipos de contaminílntes envolvidos. Fornecer
dados apropriados.
G. Queda de pressão (mm~O) através da(s) unidade(s) de filtração.
H.
Fornecer desenhos, dimensionados e em escala, de todos os planos e seções, necessários para mostrar
claramente as unidades de filtração e o modo de operação. Detalhar os seguintes itens:
a.
Tamanho e formato das un idades de f il tração . Mos trar o tamanho e o formato das ent radas e
saídas.
b.
Seções em que são divididas as unidades de fil tração, se houver. Mostrar tamanho e formato de
todos os detalhes internos importantes.
c.
Tamanho e formato de todos os dutos para passagem de gás ou ar e de tr emonhas ou outras
c ,,,,
LlCENCIAMENTO DE ATIVIDADES POLUIDORAS
395
parte s usadas para con te r os con taminantes coletados .
d. Loca li za çã o, t amanho e forma to de toda s as ch ic an as, r et en to re s e e qu ip amentos s im il ar es.
e. Todas as consi derações que de algum
o o
estão r el acionadas com a ef iciência das unidades de
filtração. Explicar.
fi
Mostrar os mesmos detalhes dos i tens
a
a té e para qua lquer separador cen tr ífugo (ciclone) ou qua lquer
out ro t ipo de p ré -ca pt ador a se r u sa do em conex ão com a s unida des d e f il tr açã o.
g. T ipo , t amanho, forma to d e d is pos içã o do s f il tros. Most ra r os vã os en tr e f il tros a dj ac en te s. Indi ca r
o método e a f re qüê nc ia d e l impez a. Most rar d imen sõe s d e p as sa re la s, s e houv er , e ou tros e sp aço s
p ara us o n a t roc a d e f il tros e manu te nçã o em geral .
2. Os desenhos e detalhes de cálcul os de constr ução ci vi l não são requeridos. Quando um equipamento
comercial padrão for ins ta lado , o catálogo do fabricante, descrevendo o equipamento , p?de ser apresen tado
como parte do item 21.3.6.3. Todas as informações requeridas acima , se não est iverem no catálogo, deverão
ser fornecidas. Informações adicionais poderão ser sol ic itadas .
3. Após o recebimento de noti ficação pelo interessado, com aprovação do pr oj eto, não poder ão ser f ei tas
. modi ficações nos pl anos sem nova aprovação da FEEMA.
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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ibliogr fi
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McGraw-HiII,November7,1977.
(
(
(
'
Legislação
A NovaLeide SegurançaeMedicinado TRABALHO.Lein.' 6.514,de 22-12-1977, Portarian.' 3.214,de8-06-78.
A REVISTA DA ABES - AssociaçãoBrasileirade Engenharia Sanitáriae Ambiental-
no número de dezembro (
de 1984 apresenta uma relação das leis e decretos-leis, portarias, resoluções e outros atos federais relacionados -
com o meio ambiente e poluição. .
(
REGULAMENTAÇÃO DA LEI DOMEIO AMBIENTE. Dec ret o n. ' 88 .351 ,d e 01de junho de 1983. .
(
~J.
--_.-
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
http://slidepdf.com/reader/full/ventilacao-industrial-e-controle-da-poluicao-macintyre-2a-edicao 207/210
398 VI: :~T ILA<:ÃO I~Dt :STR IAL
Catálogos
AEROVENTO EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS LTDA. - Catálogo Geral de Produtos de Venti lação Indus tr ia l
Coletores. Filtros, Ventiladores Cemrífugos etc. '
A .R .MOREIRA KEIM CIA. LTDA. - Cole to res de pó.
ARNO ROTRON EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS LTDA. - BulletinsCOM-OIOBR.030BR. 043BR,050BR, ENGOIOBR.
ARNO ROTRON EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS - Ventiladores e circuladores de ar.
ATA COMBUSTÃO TÉCNICA S.A. - Coletor de PÓ.Vent il adores ATA.
BÜHLER-MIAG - Direct pulse superjet-filter.
CAPMETAL - Precipitado r hidrodinâmico Cemricap.
C-E AIR PREHEA TER - Combust ion Engineering Inc . - Dus tColl ec tor Sys tems .
CEA. Carter-Day - Fly ash dry fil trarion.
CONAUT - Medidores de vazão.
CONAMSA - SISTEMAS DE CONTROLE AMBIENTAL S.A. (Sucessora de GEMA S.A.)
DELTA NEU SAMECA - Materiais e equipamentos de venti lação.
DEMAC - Equipamemos antipoluição.
DETECTO R ELECTRONICS DO BRASIL LTDA. - Detecção deH2Sc out ros gases .
EBARA CORPORATION - Product s for s teel indus try. fan , b lower. pump, f lu id coupl ing -Japan - 1983.
ENIPLAN INDÚSTRIA E PLANEJAMENTOS LTDA. - Desumidificadores e purificadores de gases comprimidos.
EISEL EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS LTDA. - Vemiladores, Fil tros. Lavadores de gases.
FILSANEQUIPAMENTOSE SISTEMAS
-
Tratamento de ar.
FLÃKT TÉCNICA DE AR LTDA. - Venti ladotes HC. HCBB. HCBT. Lavadores degases.
FULLER COMPANY - Fuller air pollution control systems.
GEMA (Conam S.A.) - Equipamentos industriais. secadores, venti ladores. dricooler equipamentos para combate à
poluição do ar. Fil tros de manga.
GENERAL RESOURCE CORPORATION - Air purification methods. inc. super-jet fabric filter.
HERGEN S. A. Máquinas e Equipamemos - Exaustor Axial.
HIGROTEC - Ventiladores Chicago Blower. Desumidifieação Cargocaire . Ventilação. Filtros.
HITACHI-LlNE IND. ELET. S.A. - Unidades Fan Coi l.
HONEYWELL CONTROLS LTDA. - Fil tros de carvão ativado.
HURNER DO BRASIL - Compêndio Tecnol6gico Hurner. Venti ladores, tubulações, tanques, lavadores de gases em
PRF, PVC etc.
INDÚS:rRIA DE PLÁSTICOS REFORÇADOS BRASFIBER LTDA. Exaustores,lavadores degases, tubulações, tanques.
KOMPAC ENG. IND. E COM. LTDA. -Si st emas Inc inex dedest ru ição térmica .
KOPPERS - Eletro~tatic.Precipitators, Baltimore 3, Maryland.
LUWA - CLIMATECNICA S.A. - Fil tros, ultrafi ltros. equipamentos de tratamento do are ar condicionado.
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MSA DO BRASIL - Equ ipamen to s e I nst rument os de Segu rança L tda. - Sen so re s para H2S ,O , S02' NO. e out ro s
gases.
NEU AERODINÃMICA IND. COM. LTDA. -Equipamentos para captação de 1'6.Ventiladores centrífugos. Transpone
pneumático. Tratamento de gases e poeiras.
NORTORF MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS LTDA. - Equipamentos para jateamento.
PEABODY HOLMES LTDA. London, Baghouse for large volumes.
PENN DOMEX - Centrifugal roof exausters. Séries X, A, B C. Form G-68, Engineering Bulletins, DMXA, 88-4.
PRECIPITRON - Eletronic Air Cleaner.
SMACNA - Low VelocílYDucl S/andards 4th. Ed.
STRINGAL - EQUIPAMENTOS E REVESTIMENTOS INDUSTRIAIS
-
Ven ti la do re s, l av ad or es d e g ase s SL.
SULZER DO BRASIL S.A. Venti ladores axiais t ipo PV. Equipamentos para venti lação e tratamento de ar.
TAMISA HIDROAEROTERMOTÉCNICA ENGENHARIA E COMÉRCIO LIDA.
TECNOPLÁSTICO BELFANO LTDA. - Venti ladores,lavadores, depuradores de gases, Venturidro.
THE BRYAN DONKIN COMPANY LTD. - S Type centrifugal compressors SG, Simple-Stage Centrifugal Blowers.
TROX DO BRASIL, Ind. de Aparelhos de Climatização Ltda. - Catálogo 1112.76/2SIMa. Venti lação, Fil tragem.
TORIT MANUFACTURING CO. - Torit Dust Collectors, Minnesota, EUA.
TRORION S.A. - FILTROS DEAR Fileral.
VOITH .- Equipamentos para venti lação e tratamento de ar poluído.
WESTINGHOUSE ELECTRIC MANUFACTURING COMPANY
-
Cleaner air with Precípitron the eletronic air
cleaner.
Indice Alfabético
Os números em negrito referem.se a locais onde o assunto é tratado mais extensamente. Os númerosem
itd/ico referem.se a inserções fora do texto (legendas, quadros. dísticos, notas etc.).
A
ABNT, 28, 83,120, 15ó, 195,285
Absorção, 283, 325, 362
Ação cil iar, 22
Acetaldeído, 348
Ácidos orgãnicos anidros, 10
Aço, chapa de, 159
Aços-liga, 356
Acril-aldefdo, 348
Adesividade, 8
Adsorção. 9, 283, 328, 363
. a seco, 346
Adsorvedores ou adsorsores, 9, 328
Aerodispersóide, v. aerossóis
Aerossóis
. adesividade, 8
- adsol ção, 9
- carga eletrostát ica, 9
- comportamento das partículasde
--área, 6
. -
evaporação e condensação, 6
. . tamanho, 6
-densidade, 9
-
modalidades,5
. ventiladores, 195
Agressividade biológica, 282
Agressividade química, 271
Água
. acidez, 340
- mudança de est ado da, 47
-p er fu ra çã o d a r oc ha , 3 5t
Alcalino duplo concentrado, 344
Alcatrão de hulha, 356
Álcoois, 20
Aldeído cetonas, 20
Alto-forno, 360
Alturas energéticas
- mot riz d e e le va ção m . 1 68
. total de elevação He 168
. úti lde elevação Hnou pressão total , 168
Alumínio, chapa de. 159
Ambientes normais , venrilação de
-com elevadonúmerodepessoas.85
- com poucas pessoas, 80
- condições a serem atendidas, 79
- natureza da questão. 78
Amõnia, 356
Amontons . leide, 52
Anabolismo,35
Anemõmetro, 376
,
-
de f io quente, 377
-d e p ar te rm elé tri co, 379
Anidrido carbõnico, 283
Anidrido sulfuroso. remoção e eliminação
do (50,) , 338-347
- chuvas ácidas , 339
. emissáo do enxofre, 339
- l im it es d e emi ss ão . 3 40
-métodosdeverWcaçãooteorde
. -colorjmétrico ou dapararrosanilina,347
. naturezada questão, 338
- soluções para controle no ar, 342
- tratamenro contido nosgasesde combus-
tão, 342
- - l av ad ore s c om s ai s s ol úve is d e m ag né si o,
344
- -l av ad or . u sa nd o c al . 3 44
. -
l av ad o r, usando carbonato de cál ci o. 343
-. oxidação catal ít ica, 344
- - processo alcalino duplo. 344
--
processo de ledoção Wellman-Lord, 345
Anóxia anoxêmica. 15
Antagonismo. 15
Aquecimento doar. 63
Areia, local de jateamento de. 242
Ar atmosfêr ico e ar poluído, 4-25
- agentes químicose efeitos fisiológicospre-
judiciais, 16
- atuaçáodos conlaminantes no organismo
humano, 21
. composição doar. 4
. considerações sobre toxicologia indus-
t rial . t5
- poluent es doar . 5
- propriedadesdas partículasdos aerossóis,
6
. proteçãodomeio
ambiente
contraapolui-
ção , 9
- valores imiares de to1erância.10
Arrastamento, 164
Asfixiantes, 15
Atraçãoelelrostática. 283
B
Back .cor01la 335
Bag-IIOLl5 293
Bar ri s, e nc himent o d e. 2 43
Ben zo l, 3 56
Ber no ui ll e, e qu aç ão d e. 1 17 . 1 66 ,3 22
Bessemer
conversar , 357
Bissulfi lO, 346
Boy le -Mar io tt e. l ei d e. 5 2
C.
Cal,344
Calor
- c apa cid ade té lm ica C , 45
-específico de umasubstância.45
-específicodos gases , 49
- formasde transmissãoe. 26
--convecção, 27
--evaporação, 27
--
radiação, 27
- instalação para controle do. 79
- intensidade de. 49
- lalenle. 46
. - volumede arna remoçãode, 58
-l iberado por pessoa. 85. 93
. sensível, 46
. - volumede arna remoçãode, 57
. transmiss<\ode, 48
- unidade de qU~\nridadede. 44
- v.
também
ventihlçãodiluidorapanl redu-
çãode
Cal er5 359
C.1ncerígenos. 24
Captor. 353
-cál cu lo daperda de carga doar
--c oe fi ci en te d e ent ra da , 2 03
--
tenno
h pressão
d inâm ic a do duro. 2 04
-
cilíndrico. 209
- c oi fa c omum ou c lá ss ic a catlQPY /roDei ,
218
.
coiradeexausrão
comum, 222
-com fenda lateral, 224
. conceituação. 201
- em forma de bico de pato (cõnico). 217
- estimativa davazão. 208, 229
-exaustol portátil. 220
-
insuflaç~ioe exauslão, 207
- sopro-exaustão . 227
- velocidade de caprura. 202
-v.também vazão
Carbonato de cálcio, 343
Carboxiemoglobina. 14
Carga eleerostática. 9
Carga. perda de, 118.186.335
. ao penetrarno captor.203
-ciclone. 315
- em dUlos c irculares. 120
-
em peças especiais. 138
-mêt odo d e ig ua l, 13 5
- nocoletar gnvhacional. 304
C..rgastérmicas
- energia
dissipada
pelos aparelhos
deilu
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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Cul~tures gmvitacitJlmi~
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Cul or imét ri eu . mêt od o. 3 47
Cun ,hu~ t. in . I .J .
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- punlo ~e. 1~5
C nm husl ívd . Nu. du. 3 4M
C?mnhuscivid:.uJe. '271
Compart imen to s l impos ou pu ri fi ca~
du, . ~ I
Compu si ç. iu d n ó lr . 4
Compr ime: nt ns e 4u iv al en te s em P :C ju s. 1 44
CONAMA. 14
Cun ce it o~ r un d. .men ta is . 1 -]
~ch l ss if ic ,~ç :i o sumár ió t dos s is temas de ven .
tilaç~iu
~ . e Xa u~t nr a. 3
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~objetivos ua venti lação industr ial. I
Cnn~ensaç'10. 5. Ó.47. 2M3
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. umicl.llIe~:Ih..olut..e rcl:lliva. :\11
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col e1 :l dc. ~xJ
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275-181
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I>c~iltr.ltilç.in.1 I
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I>iluiç,;n. JóJ
nimcn~iumllne:nto dosdUlos. 114
Di pcrs.iu.5
DCJençasrUJrre:spircaçãode:pndra silicusa~.
J55
()lItn~ p<lr.1cOl1lluç:iudu ar. IJ7-J56
-CõlSUuU:lr cuntendu p fl ículm~ em su~pen.
s ãu . 1: 3
. cnmpr ime:nt n~ ~<luiYal~nt cs em p~ças . 144
-
cu rV: lS e: j u nç Ôe ~. 1 47
. dimcnsium,mcnto
. . mé to ~u ~e i gu al l' <r ~u ~e e ar gu. 0 5
~ . s eç :i o c ir cu l: lr . 1 24
~ - s~ç .; o rc: tómgul ar . 12t J
~ d iv iS ti n d o a ss un to . 1 17
~Cquõl çt ks de: con li nu id :l dc ~ de conserva-
ç ,l u d a e ne rg ia . 1 17
~ e xp :msã o o u a la rg amen to g ra dm ll . 1 43
~ j un ç( )c s d e r am if ic il çt ie s em dUl o. 1 4X
. m al er ia l. 15 4
- p er ~u d e c ar ga
. . e :m d ut us c ir cu la r~ s. I lU
. . em p eç as e sp c=ci ai s. 1 3M
~yc:l nc id :u Jc de: eSCOó lmen tu do : Ir . 122
E
Ebuliç,io.4ó
Economizador. 349
Efeito curona . 332
E'eilu de chaminé. 41
Eleito estura, , 2 83
Efeitos tóxicos das sub~tànci:l~. 16
Ejelor ~ear ou bomba ~ejato. 365.369
Energia
~dis...ip.uJapc:I()~apare:lhu~...1&:luminação.
95
. ' Iu çã u. 1M
- ~IIU çãud~cunservação da, J17
. r ,,~ianle. 2M3
- v, tamh4:m alturas
hn ilcilme:nto. 246
Entnlpin. 52
Entid:adc cuntrnlaUoTõIda puluição do ar.
:\tJ2
I'.nlmda. cneficienre de. 2U)
EntrtuJ.. de ur c:c:xuu~t;innutufi,i <l.37
Envenenamento pelu SOlo J41}
J-:nxurn:.:Ux
. emi <l~:ino.
331}
f,'.quipill11e:nto~
. curgu lérmica. 97
- de cun trol e: . 31,14
(~~emlmentu
. rc~i~lI:nciél (lU. IXó
. ve loe ida ~e ~e . J J5
E~rneri l d e ~uper fi ci e. 13ó
E~I11e: ri lmanual . h ancada paru. ' 235
<It~r il il aç :i o uu ar. 1 ,11
htur . 2MJ
[~Ic:res. 2()
F .vClpu ruçi in . ó . 27. 4h
Ex.auMãn. 3tJ4
(~x<lu tão'Yc:nlil . .çãu. 354
EX;'lUstor. 74
. v . t amhém v en ti la lj .1 0 l uc al
E :x pa n~ ãu o u a la rg il ment o gmd ua l. 1 43
E xp lo si vi da de . l im it e i nr e: ri ur d e. 1 14
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Fah ri ci a d~ cuns~ rv :IS. J tM
f ilgncitu~e. 2~
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F er m gu sa . 35 ó
f-.ihrn~e:. 355
F íg Jo. a ft, 'c çã o do. /7.
IV
Fihru~
- cilrclcterist icõlS. ~N5
~ de tecidos
~ - de: c .. rv ii o a li võ ldu. .1U :
~ . d I. ' In it ng il . ' 2C)2
. - U~ p an c) . 292
- . c li mi na do Tt :s d e n ~v ni 's . 3 1MI
~- meu il ieos em pain. :~ e : h i .l nhat . o a Ó leo.
2~M
. e:ll . 't rusti i ticos ou ele:trofil tro~
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~ . d es vu nt ag en ~. 3 37
. . u imensân dOIsPitTl ícuh lS . 325
- . p c: 'r d. 1 d e c ar g: l. 3 35
- - p ri nc íp iu d e r un ci on amen to . 3 29
- - r endi me nto. 335
- - res is ti vi da t. le . 33.5
. - tCmpC:r<lIUrõl.33ó
. . t ip os d e: p re ci pi tõ ld ur es . 3 36
. - v anta ge ns. 3 31
. - vel uc il léuJ e de e :s cuõlme:n tu . 3 J5
- e m pa iné s c om pa cla dos ou m ania s
.. ABNT PNB.IO. AI. A2e AJ. 2~1
.. F2eF3.291
. . G2 e G3. 285
. - 03.2M~
. . GO. 2M5
- HEPA. ~I
FIa , 3 32
FI r-gtlJJf5.ml/uri zatim,.343
F1ui~izaçãu.eito, ~e. 231
FI. a..1r(ruligem). ó
Fogoouexplusão.113
Fnrmal~ef~u.348
Fornalh<t.controledo No.na. 349
Fornos
- cauinho hascu, IOte. 251l
. de ~ecagem. 2.54
- elélric<i. 35M
. mecânico operando com mate:riai~de ele.
vada to.iei~ade. 25U
Frio. 26
Fulgor. punIU~e. 1~5
Fumaça.5 .
Fumos..5
Fun~ição.JóI
- em moldes. 245
G
Gângl io s l in rá ti co s. 2 :
Gases
- antes de entrarc:m nachaminé. 34~
. earbónieo (CO,). 14
. decombustão. tralamento do SO.. 342
. depuração. 35R .
- eliminaçãode vaporesde.
1119
-
c vapores inorgânicos. 10
. rator de densidade do. 31. '
. índice de evoluçãu ~o. 255
.Iavadores de. 31ó
. - modalida~es . 317
- l ei s dos . 52
. me~ição. nu
. modalidade de calor especif ico dos . 45
. per/eitos . equação dus . 54
. reação procc:ssada. .5
- remoção em túneis e miml~.355
- ventiladores. ItJ;
Gases e:vapores. trarame:nlo de
. absorção. 325
. a~sorçáo. nM
. . mlros dec,- .lTVó\ollivO\do.3: 'I
. condensauoresno controle:
de Y p1u~~.
329
- incin~ração de rc:siuuosIZasosos.332
Gay-Lussac. lei de. 5'2
. e Buyle-Mariulle. lei ~e. 54
Glóbulos brancos. 21
Gorduras e graxas unimais. Jn4
~
Grandezascaracle:rislicas.171
Granilo e mármore. 245
Gravidade. venti lação pur. JK
H
Hidrocarbonetos
. ali'álieos. 20
- aromáticos.
20
- elorados.
20
Hidró.i~o de eálciu a , ,eo. J4ó
Hipórise. 34
Hipulálamo. 34
Houghten. zonas deconforto c.
3-1
Huebseher . rórmula ~e. 131
Incineração térmica ou catulilic3. 361
Indústria farmaceutica. 364
Indústrias químicas. 363
Indústria têxtil. 3M
In' il tr açáo do ar par . o ambient e. %
InOamabilidade. limites de. 1~5
Insolação. 94
InsuOação e exauslão. 207
Irritanles. 15.2/
ICln- '-11~Se ramif icações em duto. 14K
.: :Jv
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URI
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..cAMPUS-
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...hoT:IIÓrio.cuptur de. ~3X
Laminação. 301
Lâmp<lda cc~as. CJ5
l..lv.uJore~
. cal . J 4. I
. coubunatn de c.i lciu. 343
. de arr i' stu. 354
. de cone:. 354
. de:e:~puma.317
. puraru~o ~m rim.354
- sab de magné~io. 344
Leuc6cilU~.2:
Licenciilmenlo de .Hivill:HJe:~poluidofi1~.
J~2
. s is tema de:
- - apresentaç.\u dc pTIJjelo~.31)3
. . licenç d( instõ,I..~;iu.,:\CJ)
. ~ licença d( n~raCj.\u. 3CJ3
. - l icenç.. prévia. J~J
. . m:, ualdo mei o . .mbi en le . 3cH
Umpcz:t du riltrn.11J3
Linha de (..IUTde c.llm ~e:n~ivd.ó4
Liquefação. 47
I .ixadcim de fita hurilunlal. 14'2
M
~ :t crnc i(us c. : :
M.mÔmetms.3XU
Milrtelos pe:rfur.ld(1rc~. .153
Masearam(nlu .3f13
M.iscarõls prntc:t tJr;,I~. ~uh~l.inci ,~ u ..da~
no~ r ihm~ dõl~. 15
~1~diçÔesem ventilm;:hJindustrial. \70 \K2
. F EE: .tA. JM I
- n .t lu re :L . 37U
. n ívcb d (1~p ,. \~c~ (n~~ l: nl e~ nu : ar . 3711
. pressãu C:~I:il ici l . 3XU
. t cl cmed it ;. 1n cum
Iwc f,\.
.n~
. te:mpeTõtlUr:l. 3KI
. y ,z; ,\u, 31C1
. yelocid..d~ du :Ir. :\7,'\
~e:io ..mbie:nte
. m.lDualdo. .W3
. prutcç.1ucuRlru õIpuluit;ãu do. t,I
~ctahuli~mu. 35
. ba . .I . 35
~(t.ílicu .
20
Melalizaçáu. .\I1flI,\ l.'.~J5
~et(muglobinõl. 1.5
~unt\xidu dI:c:lrbtmu
(CO).
14. ~N:
Muudy. dhl~mmôlde. 121
~mur~~ elélrictJ '\.C);
. coug;'1érmic... I)h
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~a( I'ina.
35h
~arcÜficu~. l:'i
~évm'~. 5
. nhru~ dimi ,ldurc~ dI:. .'\(MI..U
. . Mun~anto. .fOI
~iYel c:nc:rgélicu . 11'1
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O~ur. eunlmle d . 36J-364
. métudus . 3ó2
. produlo . 363
OECD. m.I ~u . J 47
Óleos e gorduras. dis~oluç:1u d e: . 1 I
O lh us . . .r ec ç, 10 ~ o, . / 7 . 1 .~
Opc:raç .i u uu runciun~men to . pon lo de: . INX
í ,;DICE AI.M8ÉTICO
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- efcito dóivari l.,'.iuda uen~idildc. 1 '\
Orificio. p1:tC,'.I~le:..\7c,
Orvalhu. pontu lIe. 51. 11, \
OXii.l..:elil~nu.curte: CIll11.~.\1
OXiU.U;iiu.: I
- cillalitic... ,'44
()xidtbde lIilrt'~cniu. cuntrole J..~cmi~~t h.'~
de (~O,). .J.I8-.\SO
. ;aç.1una Inrnalh... . 11}
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iU;i iu nu c, 'ul11hu tnr. .\~IJ
. runmlC; áu . J4H
. ~i.l:o.c:S. Ic:~de: entmrCI11IH C,'h:ul1inc, -'4
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Oznnilaçãu.
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pucir.. '\ ~ilicn,.;,'~. .15~
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- pcr ru r; 'I~. iu d .. rucha . 351
. remnc;.io 111:l a:oc~l 'm lIind:o e mimL~. .\55
- ~i~lem de ex:,u~t:\n-\'e:Rtil..çãu.\54
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Pós-<lueimadorcs. 332
Plla-:nda~. Ih'l
Prccipit:,durc
. dinãmieu. 311
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. . principiu. .U1
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7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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4112
VENTILAÇÃO INDL'STRIAL
P_r~- <ocp.mIfJnr. ~Yó
Prc: <o <ooinlmu:-Ccric.1 H,;. : t iI
Pr~ss .i u ô in ,imi c. .. 13M.~H4
Pn: ss :i n cstÜt icu. l 11 (u iç ,i u da. I 'd l
I 'r c: ss ãu Im: d PT. I ~U
Pro te jn .1 . p rc :dpi laç; io l ia . ~ I
PsicrumC:lri... -14.71
. c .dur c : l c: rn lU logi a. . u
. c<lrt.. psicrt)m~lrica
. . t ll Iu .: cimc:n lu l i: rc :s fr io lmc:ncu du ar. h ;\
--
signiriciIl lo l i :c:mprc:go. .: 'X
-- Trmu ( OUlI CIII. , 59
. . ulI1il l ificiu;: iu l i: lIc:surnidificaçóin. fi
PsicrÔmc:lru.5/
Pull11'~s. oarc:cç.io du oo.J 7 . ol
Pur if icaç :i n du o .r . 270 -337
. cnl.: turc:s. JIJ.: \
. t :4uipan1cnlus part i cnh:w de:conlaminoan.
tcs gOlMJSUS. KJ
. clIuipilmc:nlos poamcull:lO'li:diminaç.iu
dns'parliclllm~.: KJ
. r .. lun:s nat 'sculha du c:quipamenlo. 170
- fillw oo.1X5.'21
tnll.llnc:nlu de:gases c ,,'apures. 325
Q
Qudmiu.hJrC'scatalílicos. 332
QucnHiml.1:
Ouimicu~. prudu(u~. ItI
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R;.u.lim;.iuou irrmlim;.iu. ~7, 4lJ
R<IIc<lu.cudicicnh.~~ut:.
17Y
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. cal. 3.\ .1
. CiHhUI1iUUllc c;ildu. . ' '' ' '. '
. ~t li~~Clttive:i~de m:l~nésio. J~
Redn(o~ indu~(ri<ll~. vCnli l;u;~iu de.
Rccupe: r. ll ln r ou cxp ..n~ur . 1 :47
Rc:duc;.io ~cl~li\ ' .1 c.ualit ic; l. . ' '' l I
RClluçà() ~c:leliv.. n,itJ .cal.l li l ic: l. J
Rcfrigc:ra«;ii()
- 100.:1011.1 de. : 'X
Rc:gcncraç,i(t . - ' lU
Rcg i~ tro~ . IXl}
Rcm.lil11cnlo~. Ifll},.tU
Re:nuv \ '()e~ cumple:ta~ de ;.Ir. t io. SI
Re~fri.ldurc:~. J5fi
Rc ofrioame:ntu du ,Ir. lIn
. eum dc~uRli di fiCôu; .i u. 63
. eVilpor.llivo.
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. ); lcnte.hl
Re: oi~tiviumlc
. alia. .1.15
. h..ix... JJ:,
. mcdhl . .U5
Rl'wrno u,) ôlr .xx
Re\'n()ld~. ndmero de. I~~
RÍI; o..fceç.iu do o.
IS, I ()
Ri~cn pnlcnl'ial. 255
Rueh;'l. I)t:'rfur.u;.inoa
- eaplólc;.iode pÜ..'5.\
. injeç.i()de,i~ .': :'1
RUHimctro~. . ' \74
Rnh)re o,
I flO, 17. J
. C:~l ..ulh.1preli l11in..r l lu t ipn de. IX:'
Rui dl l. . lI en u: uJ nr o e. I l) 7
s
S;II~ ~nhi\'cl lk' m \:lh.'~ltI.
.\-1
S;,II,,~d..: 1II.14UII1 . wnul;'I .iu llt:. 1111
'; 'an~uc. .1k'l 'ÇÜUdo. 11)
Sc:cadurc:<I.9
SE~A . 1 11
Sc:mclhanç:t. Id~ue. 170
Scp<lnuj.in. cneficientc~ de:..'\UX
Serril~
- drcular d~ meMl,~4n
. mdi;d.1.Jn
Si~mc:n~.Murtin. rumu. 357
S il ic u~ c: -. 3 5~
Sin~rgbmo. 15
Si \t~m..re:<lpirolláriu \upcrinr. ..fecç.io do.
17.18
Snldagem. b.mcal.lap.lrOl.~33
. cUmc:-xau \t.iup()rtátil. 236
. Sulubilid de. 271
Sulvente~
. e:limimlç~iude vapure::<Ie:. 114
. mi~ tura de. 114
Supro-exuustãu . 227
S l u-}( t.2t)5
T
Tabola, úlei,. 383-391
. . ireu. JX3
. c.llur e~pecíficu. JH6
. cumprimento. 3M3
. conc..:nlruç.io 1Ie:poluenle:~.:WO
. cnndutividitde h rmicu. 3Xb
. cnnver~ãn de tetnpentlura~. 3t)(I
. cnnvcr,,:iudc unidade de:Irnhôllhu.cne:rgÜ\
c c.. lnr. JH7
. cnrrc \f)(mdt ncia da~unid dc~SI. 3X~
. c:tluivalcncia~impnrlante: \. :WU
. fu(nre::<Ie cunv~~.in.
3H7
. fnrça.3Xh
. m.l~sa.JH4
. múlt iplu:-. c :-.uhOlúlciplo~. JX5
. p<ldn jc \ de quali uõ ldc UO<Ir tlmh ienl e: , J lJ I
. p es o. 3X- I
. p rcx\õi o. . \X6
. ~ iMemas uc uniLlude:<lde med idôl~. . \M;
. Vóll i .inou de~citrgil . 3M
. v el oc id ad e, 3M;
. v i~cn~id. .d e. 3Xh
. volume c cOIpaci tl ude. JX-I
T..nque: dc imel1ifiu r.ipit .l<l . 231
T.lOque de rCôlc;ãt). 34J
T.IOt.lue~ ue: de::-.e:~graxe. ~J:
raxa de ven ti l çüu
O.
1117
T..xOl~de ocupOlçàn du~ rccinln:-. . t ):4
T c lcmedi çã n c um
1II,\( r.\,
J72
Temperi.ttufôl
. de bulbu úmidu. ~9
. d if er cn ç: t d e
. - CU:<IUe ahert urôl :<l d~ HunõlOhu:<I des i-
gu.Ü \ . -lU
. efetiva. . lU
. med ic ;. iu . . \X I
Tcn \.iu chi~tic.. lT\<ixim<l.-tó
Ten~uat ivn~ . 353
Icrmo..ncl11timelru \ . 377
TI.V.CIO
I 'I .V .STEI. . 111
TI.V.TWA.III
.1 \)lcr; ,inci .. d<t:-.:<Iuh \t<inciu:-. tÜxica:-.. v i .l lore :
dc. 111.11.1/ ./ .1
Iu rre: de c l1 l' hl ln~n ln , J : 5
Turre dc pfôllo:<l ..l : 5
Turrc~ de I 't nr ri fu . J : 5
Turnecl li . C4 0 I .10 de, J~:
Tux ic iuau t: , 15
Tuxiculogi<l indu) tri ..1. 15
IÜ:<icu~. 15
. g;I:-'\. ~ fUI11t1~.
/(}s
r t'
( ,mll lm.\ ,
c;'lrta li... ;t)
.1.r;'ln~pt)rliltlt)ra~e:C()rrci<l:-'.5J
Tmcu de . Ir . 107
Troca natural horár ia dc ar, X7
Tubu em U.31«1
u
Umidade,
. absuluta. 3(1.49
. relal iva. 3n. 49
. n:mnço'ioda. Kt)
Umidifi ,'açliu. 61
v
Vap '.
h
. pres.\ào de. 4M
. ve:nliladores. 195
. v. também gases . tralamento
Vtlpurização. 46
Vazão
. cuntrole dOI.IK<I
. d e f ug a, O f. M7
. mediçõc , de. 379
Vazão pelos captures
-
hancada de soldagem com exaustão porU.
lil.236
. bt,nca<.lade trabalho comcaptor de fenda,
243
- b an ca<. la p ar a e smer il man ua l. 2 35
.
bancad. para,oldagem. 233
. cl ixa p ra opc:mçiio cum material rac.1ioalivo,
2~7
- c ap to r p im l e :~me ri l. 2 3U
- cni fu haix.1 soh re l an~ue de ágUOlquen te .
2311
.
cni fa para rogõc , mesas Quenl e: s. fervu ra
de lavagem. 22'1
. curte comoxiaccli leno. 237
.
d e: < I ~ pi nl Çi io e m b oc as p la na s. c ir cu la re :s
ou ~uatlradas. 20M
-
de cuzinha
. . con tr a p ;.m:dc . 249
. . i lh .. 2 49
. enchimenlo de barris. 243
. en~acamenlo. 246
. ~ \mcrild~ supe:rFície.236
. exaustur portáti l p;ua soldagem. 230
. fendalateral. 3
. f ogüu . de par ede. 24M
- forno cadinho I'tasculanh:. 250
. fornu <.Iesecagem. 254
. furno mecânico. 250
. fundiçüo em moldes. 245
. grandes cabines de pintura. 251
. laboratór io. 23M
. leilu, de nuidiz ção. 231
. lixadeira de rit, horizonlal.242
. localde:jatean : nto de areia. 242
. méwdo mode, ' 0.
255
. méllKlo ,impli: , : do. 25M
- p e4 uc na s c ab in :' s d e p in lu ra . 2 30
.
p in tu ra d e v eí cu lo s. 2 53
-pol il ri z ve: ni ca l. 247
. proj~to de ins talação de exaustão local .
25M
. ~erra circular de mesa. 240
. 'erra radial. 2411
. suldagem sem exaustor . 230
. snro.exaustão. 230
- spru.\
de metalização. 235
. tanque dc imersãn rãpida. 231
. tanques de desengraxe, 232
. tr:lb~llhn
mgranito e mármore . 245
Veículo,. pinlura de. 253
Vc:nddadcs
. captura. 201.202
. d iagr ama da, . 164
- escoamento, 122,335
- medição, 373
. mínima de controle, 256
. periCI ric8smáximas, 179
VelOmetros, 376
Venenos
. aditivos, 16
. crônicos, 16
. cumulativos , 16
- por concenlração, 16
Ventilação geral, 37-43
- ação do ven to e efe it o de chaminé , 41
, diferença de temperaturas, 40
. ent rada dear e exaus tão nalur ai s, 37
. manutenção do conforto e efi ci enci a do
homem, 37
- saúde e segurança do homem, 37
. ven lo , 39
Ventilação geral diluidora obtida mecanica.
mente. 73.91
. ambientes normais , 78
. compartimentos limpos ou puririca.
dos ,91
. insuflação e cxaustão mecãnicas, 75
. insunação mecânica e exaustão natural ,
73
. insuflf ição natural e exau51ão mecânica,
74
. mis lura de retorno com areXlerno, 88
-r emoção da umidade doar . 89
.
resfriamentodo ar, 90
Ventilação geral diluidora para redução de
calor sensível, 92.104
. calor devido à penetração doexterior para
o recinlo, 93
. calor devido à venti lação, 96
-- F ato r F m ul ti pli ca do pe lo f ato r G , 98
.. volumetOlalde ar, 97
. .
vazão de infil tração aproximada, 97
.
calor l iberado por pessoa. 93
-
cargatérmica,94
. condições ambientais de confono. 93
. mélodo para avaliação de carga lérmica,
100
. salas de máquinas ou recintos industriais,
101
.
taxas de ocupação dos recinlos, 93
Ventilação industrial diluidora, 105.116
. casos a considerar, 109
. l ocal ougera l, 105
. mis tura de solventes. 114
-para evitar fogoou explosão, 113
-taxa, 107
.
tempo para estabelecimenio de um grau
de concentração num recinto, I1I
Ventilação local exaustora, 199.269
- captor, 201
. caracterização do sis lema. 199
. est imat ivas da val ão a s er exaur ida com
o captor , 229
.
vazão a considerar em captores, 255
Ventiladores. 157.198
. centrffugo, projeto. 181
-classificação, 157
. coeficientes adimensionais. 179
-
controle da vazão, 189
fNDlCE ALFABÉTICO
403
. curva característ ica do sis tema, 186
. efeito da variação da densidade no ponto
de oper: tção, 193
-escolha do tipo, 178
.
escolhapreliminardotipode rotor, 185
-g ra nd ez as c ar ac le rí st ic as , 1 71
- i ns ta lações em condi ções per igosas
o- atmosferas, 195
. leisde semelhança, 176
. operação em par al elo, 192
. operação em sér ie , 192
.
rufdo, 197
. teoria dos
. - alturas energéticas. 168
. odiagrama das velocidades , 164
. -
equação da energia, 166
-. poténcias, 169
. - r endimentos . 169
. velocidade, periféricas mãximas. 179
Venlo. 39
-
c om bi na çã o c om o ef eit o de c ha min é, 41
Viscosid:tde, 271
w
Wellman-Lord, processo de redução de,
345
y
Yaglou. zonas de bc:m.estar de
7/26/2019 Ventilação Industrial e Controle Da Poluição - Macintyre - 2ª Edição
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