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Calculadora de Força Centrífuga de Pás de Ventilador
Calcule a força centrífuga nas pás de ventiladores para ventiladores ID e FD. Obtenha a força por pá, força total, razão força-peso e velocidade de ponta.
Resultados
Força Centrífuga em uma Pá de Ventilador
- m — massa da pá (kg)
- R — distância do eixo ao CG da pá (m) — insira em mm, convertido internamente
- ω = 2π·n/60 — velocidade angular (rad/s)
Razão Força-Peso
Velocidade na Ponta
A velocidade de ponta é calculada usando o raio do CG da pá. Para a velocidade de ponta real do impelidor, use o raio da ponta externa.
Exemplo Prático
Dados: Massa da pá = 15 kg, raio do CG = 800 mm, Velocidade = 1485 RPM
ω = 2π × 1485 / 60 = 155,5 rad/s
F = 15 × 0,8 × 155,5² = 290.340 N = 290,3 kN
Força/Peso = 290.340 / (15 × 9,81) = 1.972×
Velocidade de ponta no CG = 0,8 × 155,5 = 124,4 m/s
⚠️ Nota: Essas forças são por pá, atuando na raiz da pá. A força resultante nos rolamentos depende da qualidade do balanceamento — idealmente, todas as forças das pás se cancelam. Diferenças de massa entre as pás criam a força de desbalanceamento medida durante o balanceamento.
A força centrífuga F = m × R × ω², onde m é a massa da pá em kg, R é a distância do eixo de rotação ao centro de gravidade da pá em metros e ω = 2π·n/60 é a velocidade angular em rad/s. O resultado é expresso em Newtons.
A relação força-peso é a força centrífuga dividida pelo peso da pá (m × g). Indica quantas vezes a força da gravidade atua sobre a pá. Uma relação de 1000 significa que a pá "sente" 1000× o seu próprio peso — um dado crítico para o cálculo das tensões na raiz da pá e para o dimensionamento dos elementos de fixação.
Limites típicos:
- Aço-carbono: 80–120 m/s
- Aço inoxidável: 60–90 m/s
- Alumínio: 100–150 m/s
- PRFV/fibra de vidro: 60–80 m/s
Velocidades periféricas mais elevadas aumentam a tensão centrífuga e o ruído.
Os ventiladores de tiragem induzida (ID) movimentam gases quentes e sujos, exigindo pás maiores e mais pesadas a raios superiores. Combinado com velocidades semelhantes ou superiores, isto cria forças centrífugas significativamente maiores do que nas pás mais pequenas dos ventiladores de tiragem forçada (FD).
A força centrífuga resultante do desequilíbrio (distribuição desigual da massa das pás) provoca vibração. Mesmo uma pequena diferença de massa entre pás cria uma força resultante nos rolamentos. A equilibragem garante que todas as forças das pás se anulam, deixando uma força resultante mínima no veio.
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipe da Vibromera utilizando o Balanset-1A, um balanceador portátil de dois canais e analisador de vibração para balanceamento de rotores no local.
Instrumentos profissionais de balanceamento em campo para ventiladores, sopradores e impelidores. Reduza a vibração e aumente a vida útil dos rolamentos no local.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos ele balanceia equipamentos rotativos em campo, e não em uma bancada de testes: trituradores, ventiladores industriais, britadores, centrífugas, eixos e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — eles foram concebidos como uma ferramenta que o especialista pode levar até a máquina e usar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que acontecem o desenvolvimento, a montagem e o suporte da linha Balanset. O instrumento principal é o Balanset-1A, um analisador portátil para balanceamento em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente do suporte ao cliente, da solução de casos difíceis de balanceamento e do desenvolvimento do software. Ele atende clientes no mundo todo, em qualquer idioma.
