Calculadora de pressão estática do ventilador
O passo seguinte ao dimensionamento de dutos. Insira vazão, tamanho, comprimento e ΣK de cada trecho até a boca mais distante, some filtros, serpentinas e margem, e obtenha pressão estática e total, potência no eixo e motor.
Base de cálculo
Cada trecho soma atrito e acessórios; somam-se equipamentos e a margem para a pressão total. A estática é a total menos a dinâmica de saída.
| Item | Equação | Observações · base |
|---|---|---|
| Densidade do ar | ρ = p / (R_da · T) | Ar seco, gás ideal, R_da = 287.042 J/(kg·K). Umidade ignorada (efeito ~1 %) |
| Perda por atrito | Δp_f = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f por Colebrook (laminar 64/Re), a mesma função da calculadora de dutos |
| Diâmetro equivalente retangular | D_e = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | Equação de Huebscher, só para atrito; a dinâmica usa a velocidade real Q/(ab) |
| Perda em acessórios | Δp_K = ΣK · ρV²/2 | ΣK em múltiplos da pressão dinâmica, da tabela ou da ASHRAE Duct Fitting Database |
| Pressão total e estática | P_t = (Σ Δp + Σ Δp_e) × (1 + m), P_s = P_t − Pv₁ | m = margem, Pv₁ = pressão dinâmica do trecho 1 (saída) |
| Potência | P_a = Q · P, P_shaft = P_a / η, P_motor ≥ P_shaft × (1 + α) | Q em m³/s; P é P_t ou P_s conforme a base da eficiência. Motor arredondado para cima |
Coeficientes de perda (valores de referência)
Apenas valores típicos. O K real depende muito da geometria e da relação de vazões; projete com a ASHRAE Duct Fitting Database, SMACNA ou o fabricante. As derivações em T variam de 0 a mais de 1 e não entram.
| Acessório | K (referência) | Base e notas |
|---|---|---|
| Saída para um espaço amplo | 1.0 | Balanço de quantidade de movimento: perde-se toda a dinâmica. Alta confiança |
| Entrada de aresta viva, faceada | 0.5 | Valor típico de Idelchik e ASHRAE. Alta confiança |
| Alargamento brusco (A₁ a A₂) | (1 − A₁/A₂)² | Borda-Carnot, referido à dinâmica a montante (A₁). Alta confiança |
| Curva circular lisa 90°, r/D 1.5 | 0.15 | Valor típico ASHRAE (cerca de 0.2 com r/D 1.0). Confiança média |
| Curva retangular em ângulo reto, sem aletas, H/W 1 | 1.2 | Valor típico ASHRAE; aletas reduzem muito. Confiança média |
| Damper borboleta totalmente aberto | 0.2 | Valor típico ASHRAE; depende da lâmina e do projeto. Confiança média |
Exemplo
Ar a 20 °C e 101.325 kPa, chapa galvanizada (ε 0.09 mm). Os três trechos (valores padrão) mais filtro 150 Pa, serpentina 200 Pa e difusor 30 Pa, margem 10 %, eficiência total 60 %, motor 90 % e margem 15 %.
| Trecho | Tamanho mm | Vazão CMH | Velocidade m/s | Pressão dinâmica Pv Pa | Atrito R Pa/m | Soma dos coeficientes de perda ΣK | Perda do trecho Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 × 400 | 12 000 · L 20 m | 10.42 | 65.3 | 1.94 | 0.5 | 71.5 |
| 2 | 600 × 400 | 8 000 · L 15 m | 9.26 | 51.6 | 1.76 | 1.2 | 88.4 |
| 3 | Ø400 | 3 000 · L 10 m | 6.63 | 26.5 | 1.16 | 1.5 | 51.3 |
| Item | Pa | mmAq |
|---|---|---|
| Perda nos dutos (atrito + acessórios) | 211.3 | 21.5 |
| Filtro de média eficiência | 150.0 | 15.3 |
| Serpentina de água gelada | 200.0 | 20.4 |
| Difusor | 30.0 | 3.1 |
| Subtotal | 591.3 | 60.3 |
| Margem 10% | 59.1 | 6.0 |
| Pressão total P_t | 650.4 | 66.3 |
| Pressão dinâmica de saída Pv₁ (subtrair) | −65.3 | −6.7 |
| Pressão estática P_s | 585.1 | 59.7 |
Pressão total 650.4 Pa, estática 585.1 Pa, potência no eixo 3.61 kW, motor sugerido 5.5 kW.
Limites
Só soma os trechos como um percurso em série. Não busca o ramal crítico, não seleciona ventiladores nem curvas (ponto de operação) e não calcula ruído. Efeitos do sistema (conexões do ventilador) entram como ΣK ou perdas.
Fontes
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Duct Design: Darcy-Weisbach, Colebrook, Huebscher, duct material roughness, fitting loss coefficients
- ASHRAE Duct Fitting Database; SMACNA HVAC Systems Duct Design
- I. E. Idelchik, Handbook of Hydraulic Resistance: entry and sudden expansion (Borda-Carnot)
- IEC 60072-1: rated output series of rotating electrical machines
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre pressão estática e total do ventilador?
A total é estática mais dinâmica. A soma das perdas é a pressão total do ventilador; subtraindo a dinâmica de saída (ρV²/2) obtém-se a estática. A eficiência também é total ou estática: use a mesma base do fabricante.
Como calcular a perda de pressão em dutos?
Some em cada trecho o atrito R·L e os acessórios ΣK·ρV²/2. R vem de Darcy-Weisbach com o fator de Colebrook; os retangulares usam o diâmetro equivalente de Huebscher. As perdas até a boca mais distante mais filtros e serpentinas são o que o ventilador vence.
Como calcular a potência do ventilador?
Potência do ar P_a = Q × P (Q em m³/s, P em Pa, resultado em W) e a potência no eixo é P_a ÷ eficiência. Exemplo: 3.33 m³/s × 650 Pa = 2.17 kW; com 60 % são 3.61 kW no eixo. O motor soma uma margem (por exemplo 15 %) e arredonda para a potência padrão (aqui 5.5 kW).
Última atualização em 2026-10-19.