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Calculadora de vazão de ar em CFM

Uma calculadora de vazão de ar em CFM determina o volume de ar que passa por um duto a cada minuto. CFM significa pés cúbicos por minuto, a unidade padrão de vazão de ar em sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado (HVAC). A calculadora recebe duas entradas, a velocidade do ar e o tamanho do duto, e multiplica esses valores para obter a vazão de ar.

O que o CFM mede

O CFM mede o volume do fluxo de ar, não sua velocidade. A velocidade, por si só, é medida em pés por minuto (FPM). Um duto com ar rápido, mas com uma abertura pequena, pode transportar o mesmo volume que um duto com ar mais lento e uma abertura maior. O CFM combina os dois fatores em um único número.

Um valor maior de CFM significa que uma quantidade maior de ar está passando pelo duto. Engenheiros de HVAC usam o CFM para dimensionar ventiladores, escolher as dimensões dos dutos e verificar se um ambiente recebe ar fresco suficiente.

Fórmula do CFM

A fórmula básica é:

CFM = velocidade do ar (FPM) × área da seção transversal do duto (pés quadrados)

A área depende do formato do duto.

Para um duto retangular, com a largura e a altura medidas em polegadas:

Área = (largura ÷ 12) × (altura ÷ 12)

Para um duto circular, com o diâmetro medido em polegadas:

Área = π × (diâmetro ÷ 2 ÷ 12)²

Dividir por 12 converte polegadas em pés, pois as dimensões dos dutos geralmente são medidas em polegadas, enquanto a área da seção transversal é medida em pés quadrados.

Como calcular o CFM de um duto retangular

1. Meça a largura e a altura do duto em polegadas.
2. Determine a velocidade do ar em pés por minuto, medindo-a com um instrumento ou consultando as especificações do equipamento.
3. Divida cada dimensão por 12 para convertê-la em pés.
4. Multiplique a largura pela altura, ambas em pés, para obter a área em pés quadrados.
5. Multiplique a área pela velocidade para obter o CFM.

Exemplo

Um duto mede 12 polegadas (30,5 cm) de largura e 8 polegadas (20 cm) de altura. O ar passa por ele a 1000 pés (300 m) por minuto.

Área = (12 ÷ 12) × (8 ÷ 12) = 1,000 × 0,667 = 0,667 pés quadrados (0,062 m²)

CFM = 1000 × 0,6667 = 666,67 CFM. A calculadora mostra os resultados com duas casas decimais, portanto exibe 666,67 CFM.

Como calcular o CFM de um duto circular

1. Meça o diâmetro do duto em polegadas.
2. Determine a velocidade do ar em pés por minuto.
3. Converta o diâmetro em um raio em pés: raio = diâmetro ÷ 2 ÷ 12.
4. Determine a área usando a fórmula do círculo: área = π × raio².
5. Multiplique a área pela velocidade para obter o CFM.

Exemplo

Um duto circular tem 10 polegadas de diâmetro. O ar passa por ele a 800 pés (240 m) por minuto.

Raio = 10 ÷ 2 ÷ 12 ≈ 0,41667 pés (0,127 m)

Área = π × (0,41667)² ≈ 0,545 pés quadrados (0,0506 m²)

CFM = 800 × 0,545415 = 436,33 CFM, que é o valor exibido pela calculadora.

Como escolher uma velocidade do ar

A calculadora não sugere uma velocidade. O usuário informa uma, medida com um anemômetro no duto ou retirada do equipamento ou do projeto do sistema. As velocidades adequadas em dutos variam conforme a finalidade do duto, a edificação, o equipamento e as normas locais, portanto convém consultar os documentos de projeto do sistema em questão.

Onde são usados os cálculos de CFM

Os valores de CFM orientam várias partes do projeto de edificações e da seleção de equipamentos.

• Dimensionamento de dutos de insuflação e retorno em residências e escritórios
• Escolha de exaustores para banheiros e cozinhas
• Verificação de que salas limpas e laboratórios atendem às taxas de renovação de ar exigidas
• Dimensionamento da vazão de ar de refrigeração para salas de servidores
• Confirmação de que uma edificação atende às normas de ventilação

Perguntas frequentes

O que significa CFM?

CFM significa pés cúbicos por minuto. Essa unidade mede o volume de ar que passa por um duto ou abertura em um minuto.

Qual é a diferença entre CFM e FPM?

FPM, pés por minuto, mede a velocidade com que o ar se desloca. O CFM mede a quantidade de ar em movimento, combinando a velocidade com o tamanho da abertura do duto. O CFM é igual ao FPM multiplicado pela área da seção transversal do duto em pés quadrados.

Como calcular o CFM de um duto retangular?

Converta a largura e a altura de polegadas para pés, multiplique-as para obter a área e, em seguida, multiplique a área pela velocidade do ar em pés por minuto.

Como calcular o CFM de um duto circular?

Converta o diâmetro em um raio em pés, eleve o raio ao quadrado, multiplique por pi para obter a área e, em seguida, multiplique a área pela velocidade do ar.

De quanto CFM um ambiente precisa?

Depende do tamanho do ambiente, de seu uso e da frequência com que o ar interno deve ser renovado. Para banheiros de até 100 pés quadrados (9,3 m²), o Home Ventilating Institute recomenda um exaustor que forneça 1 CFM por pé quadrado de área de piso, de modo que um banheiro de 8 por 5 pés (1,5 m) precisa de pelo menos 40 CFM. Outros ambientes e banheiros maiores seguem regras diferentes, e as normas de edificação locais podem estabelecer seus próprios mínimos.

Como converter CFM para unidades métricas?

Um CFM equivale a 4,719474 × 10⁻⁴ metros cúbicos por segundo, o que corresponde a cerca de 0,0283 metros cúbicos por minuto ou 0,472 litros por segundo.

Referências

1. Home Ventilating Institute. Bathroom Ventilation. hvi.org — diretriz de 1 CFM por pé quadrado para banheiros de até 100 pés quadrados (9,3 m²), com o exemplo de 40 CFM.
2. National Institute of Standards and Technology. NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. nist.gov — conversão de pés cúbicos por minuto em metros cúbicos por segundo e litros por segundo.