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Você sabia? A verdade por trás da unidade mágica de fluxo de ar!
Fluxo de ar, ou fluxo de ar, refere-se ao movimento do ar. O ar é um fluido e as partículas fluem naturalmente de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão. A pressão atmosférica está intimamente relacionada à altitude, temperatura e composição. Na engenharia, o fluxo de ar refere-se à quantidade de ar que passa através de um equipamento específico por unidade de tempo. Isso pode ser descrito em termos de fluxo volumétrico ou fluxo de massa, sendo a ligação entre os dois determinada pela densidade do ar, que é função da lei dos gases ideais. A movimentação do ar pode ser iniciada por meios mecânicos (como o acionamento de um ventilador elétrico ou manual), ou pode ocorrer passivamente por diferenças de pressão presentes no ambiente.
Tipos de movimento do ar
Como outros fluidos, o ar pode apresentar modos de fluxo laminar e turbulento.
À medida que o ar passa através de geometrias como dutos, dutos largos, canais abertos ou aerofólios, o tamanho e a forma do perfil de fluxo podem ser afetados por uma variedade de fatores, incluindo as propriedades do fluido, sua estrutura física e energia. adicionando componentes como bombas.O fluxo laminar ocorre quando o ar flui suavemente e tem um perfil de velocidade parabólico; o fluxo turbulento ocorre quando ocorrem irregularidades durante o fluxo do fluido, mudando a direção do movimento e tornando o perfil de velocidade plano.
Unidade de fluxo de ar
As unidades típicas para expressar o fluxo de ar são:
- Calculado por volume: m3/min (metros cúbicos por minuto), m3/h (metros cúbicos por hora), ft3/h (pés cúbicos por hora), ft3/min (pés cúbicos por minuto), l/s (litros por segundo)
- Calculado por massa: kg/s (quilogramas por segundo)
O fluxo de ar também pode ser descrito em termos de trocas de ar por hora (ACH), que representa a substituição completa do volume de ar que preenche o espaço em questão. No campo da ciência da construção, valores mais altos de ACH geralmente correspondem a envelopes mais vazados em edifícios mais antigos.
Instrumentos para medir o fluxo de ar
Os instrumentos que medem o fluxo de ar são chamados de medidores de fluxo de ar, enquanto os anemômetros também podem ser usados para medir a velocidade do vento e o fluxo de ar interno. Existem vários tipos de anemômetros, incluindo anemômetros de sonda reta projetados para medir a velocidade do ar, anemômetros de palhetas rotativas e anemômetros de bulbo quente projetados para medir o volume do fluxo de ar. Esses instrumentos podem usar fios ultrassônicos ou resistivos para medir a transferência de energia entre o dispositivo de medição e as partículas que passam.
Por exemplo, um anemômetro de fio quente pode calcular taxas de fluxo de ar analisando a temperatura reduzida do fio, uma vez que a resistência do metal muda com a temperatura, afetando os efeitos do resfriamento convectivo.
Simulação de fluxo de ar
O fluxo de ar pode ser simulado através de modelagem computacional de dinâmica de fluidos (CFD) ou observado experimentalmente através da operação de um túnel de vento. Isso pode ser usado para prever padrões de fluxo de ar em torno de carros, aviões e embarcações oceânicas, bem como infiltração de gás em envelopes de edifícios. Os modelos CFD são capazes de rastrear o fluxo de sólidos através do sistema e, portanto, podem ser usados para analisar concentrações de poluentes em ambientes internos e externos.
Equipamento para controlar o fluxo de ar
Um dispositivo usado para regular o fluxo de ar em um duto é chamado de amortecedor. Esse dispositivo pode ser usado para aumentar, diminuir ou interromper totalmente o fluxo de ar. Dispositivos mais sofisticados são chamados de manipuladores de ar, que não apenas regulam o fluxo de ar, mas também o geram e processam.
Finalidade do fluxo de ar
A medição do fluxo de ar é necessária em muitas aplicações, como ventilação (para determinar quanto ar está sendo substituído), transmissão pneumática (para controlar a velocidade do ar e a fase de transporte) e motores (para controlar a relação ar/combustível). A pneumática é um ramo da dinâmica de fluidos que se concentra na medição, simulação e controle do fluxo de ar. O gerenciamento do fluxo de ar é um foco em áreas tão diversas como meteorologia, aviação, medicina, engenharia mecânica, engenharia civil, engenharia ambiental e ciência da construção.
Fluxo de ar em edifícios
Na ciência da construção, muitas vezes há um foco na conveniência do movimento do ar, como ventilação e infiltração contrastantes. A ventilação é definida como a introdução de ar fresco externo em outro espaço interno e a descarga simultânea do ar de exaustão interno para o exterior. Isto pode ser conseguido através de meios mecânicos (como o uso de persianas de entrada de ar ou amortecedores e ventiladores para induzir o fluxo de ar através dos dutos) ou estratégias passivas (também conhecidas como ventilação natural).
A ventilação natural tem uma vantagem económica sobre a ventilação mecânica porque geralmente requer menos energia para funcionar, mas só pode ser utilizada em determinados momentos e sob condições exteriores.
A relação entre fluxo de ar, conforto térmico e qualidade ambiental interna geral
O movimento do ar é crítico quando considerado no projeto para atender aos padrões de conforto térmico dos ocupantes. Diferentes taxas de movimento do ar podem afetar positiva ou negativamente a percepção de calor ou frio de um indivíduo, afetando assim o seu conforto. O movimento de ar (ventilação) adequado, devidamente controlado e projetado é importante para a qualidade ambiental interna geral (IEQ) e a qualidade do ar interno (IAQ), pois fornece o ar fresco necessário e emissões de exaustão eficientes.
Compreender o mistério do fluxo de ar pode nos permitir controlar melhor e melhorar nosso ambiente de vida. Você sentirá o encanto disso?
