Nunca foi tão difícil calcular as taxas de fluxo através de dutos, tubos e exaustores (coletivamente chamados de dutos para nossos fins). A área de corte transversal do duto é multiplicada pela velocidade média do fluido para calcular o volume por tempo ou taxa de fluxo. Simples.
A coleta de dados e a medição precisa e exata da velocidade do ar nos dutos tem sido uma tarefa difícil. E procedimentos inadequados de coleta de dados produzem erros no balanceamento do duto. Antigamente, os instrumentos de medição do fluxo de ar, os anemômetros, eram limitados pelo tempo.
Os novos anemômetros baseados em microprocessador concluem a coleta de dados para medição do fluxo de ar no duto com precisão mesmo antes que a paciência da equipe técnica de HVAC se esgote.
Como medir a velocidade do ar
A melhor pergunta a se fazer é como medir a velocidade média do ar em diferentes seções transversais do duto.
A física é relativamente simples: o ar é desacelerado pela fricção no contato com a borda do duto. A maior velocidade é obtida sob condições de fluxo laminar no meio sem atrito do corte transversal. O perfil de velocidade do duto depende do formato do duto (minimizando as paredes perimetrais para obter uma área transversal) e da força que empurra o ar
Os melhores formatos de dutos são: redondo, quadrado e retangular (nessa ordem de eficiência).
Considerando esses fatos, quantas medições compõem um bom banco de dados?
As linhas de grade que formam o layout dos pontos de medição do fluxo do duto são trajetórias. O método linear de registro oferece alta precisão (±3%) na totalização do fluxo, com a medição do fluxo de ar mais próximo das bordas do espaço do duto preferencialmente.
Dutos redondos
Três trajetórias, diâmetros, com espaçamento uniforme de 60° criam seis fatias iguais em um duto redondo. Três medições são feitas no raio: na borda, em um terço em direção ao centro, em dois terços em direção ao centro. Observe que o ar mais afetado pelo atrito está aparentemente sobre representado.
Um total de 18 leituras descreve com precisão a velocidade do fluxo de ar.
No caso em que apenas duas trajetórias podem ser medidas, ajuste-as em 90 graus e colete cinco amostras em cada raio. Os quatro primeiros se espalham uniformemente sobre a primeira metade do raio, começando na borda e se movendo em direção ao centro. O quinto ponto está dois terços em direção ao centro.
Esses 20 pontos de dados não produzirão uma média tão precisa quanto os 18 pontos com três trajetórias, mas os resultados são aceitáveis.
Dutos retangulares ou quadrados
A precisão exige, no mínimo, 25 pontos de dados e, no máximo, 49. Um lado do duto com menos de 75 cm (30 pol.) requer cinco trajetórias. Um lado do duto com mais de 90 cm (36 pol.) requer sete trajetórias. Comprimentos intermediários exigem seis trajetórias.
Esses dutos exigem as 16 leituras a uma distância mínima próxima da borda (cerca de 7% da distância total), com as outras nove uniformemente distribuídas ao longo da grade. Observe que 64% dos pontos de dados do duto retangular estarão próximos das paredes do duto, enquanto somente 33% dos pontos de dados do duto redondo refletem o atrito das paredes. Essa medição demonstra a eficiência do duto redondo. A propósito, isso não significa que o redondo é sempre a melhor solução.
Reúna os dados dessas leituras e simplesmente calcule a média. Ou deixe seu microprocessador fazer o trabalho. Você calculou a velocidade do fluxo de ar.
Como medir a área do corte transversal
Parece fácil: o comprimento multiplicado pela largura ou o raio vezes pi ao quadrado.
Três palavras: lembre-se da grelha.
Se nenhuma grelha for usada, o fator de aplicação é 1,00. Portanto, a área de corte transversal do duto não pode ser modificada.
Se a grelha tiver perfuração quadrada, multiplique a área bruta por 0,88. Uma grelha de barras é modificada por um fator de 0,78 e uma grelha de tiras de aço em 0,73.
A grelha serve para diminuir a velocidade do ar e dispersá-lo. Fique atento a esse fator.
Dispositivos para calcular a taxa de fluxo
Você calculou o fluxo de ar, a área da rede de corte transversal e as multiplicou para obter uma taxa de fluxo.
Q = FAV, em que:
F = fator de aplicação (consulte a tabela)
A = área designada em pés quadrados
| Tipo de grade |
Fator de aplicação, F |
Área designada |
| Nenhum |
1,00 |
Área completa do duto |
| Perfuração quadrada |
0,88 |
Área livre (luz do dia) |
| Bar |
0,78 |
Área principal |
| Tira de aço |
0,73 |
Área principal Alimômetro de palheta econômico com design de célula de carga |
Instrumentos modernos de medição do fluxo de ar, como anemômetros portáteis, que oferecem leituras digitais em pés cúbicos por minuto: uma calculadora independente para economizar tempo e frustração dos profissionais de HVAC.
Acreditamos que é importante que os técnicos entendam a teoria da medição do fluxo de ar, reconheçam quando é improvável que um ponto de dado esteja correto, quando há uma leitura falsa ou um cálculo que não pareça correto e deva ser conferido duas vezes. No ambiente atual de resultados imediatos, essas novas tecnologias aceleram o processo. Sua experiência confirmará o processo, mas a instrumentação pode coletar e verificar dados brutos rapidamente.
Os novos modelos conduzem cálculos de taxa de fluxo e saída de maneira sofisticada em um formato prontamente utilizável. O balanceamento de dutos de ar tornou-se menos demorado e mais eficiente, com método mais científico do que artístico.
