Ventilador Dyson em Túneis de Vento?
Autor: Marco Leonardelli Lovatto | Publicado: 2010-05-28T14:44:00-03:00


(Seção "... Mas como?" atualizada em 28/11/2010)

Há alguns meses foi lançado o que acredito, pessoalmente, ser a invenção mais esperta dos últimos anos... décadas... não sei! Sei apenas que é fantástica: digna de 11 patentes distintas com altíssimo valor científico e econômico! Veja-a agora:











Sim, amiguinhos! É um ventilador sem hélice!

Mas por que tanto valor assim? Afinal, é super-eficiente, prático, seguro a animais e crianças curiosos, fácil de limpar e, obviamente, tecnologicamente revolucionário!

Além de ser, sem dúvida, alguma coisa que eu adoraria brincar, a primeira coisa que me veio à cabeça foi sua possível e imediata aplicação em túneis de vento.

Pra quê complicar?
Não! Pelo contrário! Uma das maiores dificuldades e problemas em testes aerodinâmicos é o controle da intensidade de turbulência na seção de testes dos túneis. A turbulência - flutuações da velocidade das partículas, em pequena ou grande escala - pode ter por origem os diversos componentes estruturais do túnel que orientam o fluxo, desde as próprias paredes até defletores direcionais ou os próprios instrumentos de medição. Todavia, o gerador de turbulência por excelência em todo e qualquer túnel de vento subsônico da atualidade são as hélices dos ventiladores.

Chega de favos!
Um dos instrumentos típicos em túneis de vento para reduzir a intensidade de turbulência transversal ao escoamento de interesse são estabilizadores de fluxo, às vezes chamados de "favos de mel" devidos a sua disposição: são grades de tubos paralelos ao escoamento cujos diâmetros são de acordo com a redução de interesse da turbulência.




&nbsp;Fonte: Alexandre V. de Paula, LEVANTAMENTO DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DE
VENTILADORES INDUSTRIAIS EM LABORATÓRIO, 2004.

Sem dúvida estruturas desse tipo deverão continuar existindo, mas com uma ajuda considerável de um ventilador tipo Dyson seu número e espaço ocupado dentro de um túnel poderão diminuir.

Funciona sim!...
Para quem ainda está achando que isso não passa de uma brincadeira de quem tem dinheiro, o aparelho já está no mercado em alguns países e muita gente já está usando:










... Mas como?
Não é simples. Se fosse simples não seria interessante. É, sim, genial.

Já ouvi falar, uma vez, que o vencedor do título de melhor invenção do século XX foi o clips de papel. Bem, sem dúvida é muito útil, mas também sem dúvida - de novo, pessoalmente - prefiro o aerofólio (créditos a Manfred von Richtoffen, o "Barão Vermelho"). 

É nele, no aerofólio, que muitas fontes depositam a genialidade do Dyson Air Multiplier. Eu digo: sim, o princípio do aerofólio é muito importante para se ter uma altíssima eficiência bela arte científica, gerando 15 vezes mais vento que aquele do fluxo sugado pelo motor localizado na base. Entretanto, tal princípio não é o "ponto de partida", como defendem algumas fontes.

Como pode ser visto no primeiro vídeo, o aparelho puxa o ar por um rotor axial localizado na sua base. O ar escoa no interior do anel sendo, então, injetado paralelamente à superfície interior do mesmo. A seção do anel tem o formato de um aerofólio. Ela ajuda na "geração de vento" devida à aceleração que se submete o ar externo entrando no anel, o que diminui sua pressão estática. Isso provoca, então, uma aceleração na direção do anel daquele ar que ainda não entrou no mesmo, pois este estava "mais parado" (logo, com uma pressão estática maior).

Entretanto, dizer que o ventilador Dyson é "baseado no princípio do aerofólio" também é não diferenciá-lo dos outros tipos de ventiladores, dotados de hélice, pois todos eles se baseiam, também, no mesmo princípio! Afinal, hélices não são nada mais nada menos do que aerofólios rotativos!

A genialidade do aparelho está, sim, na tal da injeção de ar, por uma fenda estreita, ao longo de toda a superfície interior do anel. Está aí, então, a origem, o ponto de partida dessa fantástica eficiência promovida pela seção de aerofólio.

A injeção de ar funciona como os estabilizadores ativos de fluxo (por injeção de fluxo) usados para retardar o descolamento da camada-limite em algumas aplicações (por exemplo, evitando o stall de aeronaves em elevado ângulo de ataque). Esses estabilizadores (jatos de ar paralelos à superfície) promovem um escoamento ativo do ar adjacente pois este é forçado a se "unir" ao escoamento do jato por atrito viscoso, num processo chamado atração / arrastamento (inducement / entrainment, em inglês). Como o ar externo não pertencente ao jato acelerou na direção do mesmo, mais ar externo deve ocupar o lugar daquele que acelerou. A consequência? A promoção do escoamento na direção do eixo do anel, daquele ar que não passou pelo rotor na base! Depois, e unicamente depois disso, é que a seção em formato de aerofólio torna possível a otimização do vento.

Em contrapartida, James Dyson diz que o difusor divergente ("expanding cone"), consequente de tal geometria da seção, gera uma maior redução de pressão na entrada do anel, favorecendo ainda mais o escoamento para dentro do mesmo. Você concorda com este princípio?&nbsp; Eu sou extremamente cético. A meu saber, a única característica que promove a baixa pressão na entrada do anel é a maior espessura da seção do mesmo, na entrada: o princípio do aerofólio. O que o tal do "expanding cone", à jusante, contribui para diminuir a pressão na entrada?

Me ajudem!