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DEM / STE Transmissão de Calor Ensaio Laboratorial Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl.

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1 DEM / STE Transmissão de Calor Ensaio Laboratorial Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl

2 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl O trabalho laboratorial é obrigatório A nota mínima exigida é de 8,0 valores O peso na ponderação com nota de exame é de 20% Prazo de entrega do relatório : 5 dias úteis Grupos de 3 ou 4 alunos

3 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Data : 14 a 18 de Novembro 11h00 às 19h00 Local : Pavilhão de Mecânica I Cave (ou r/c) perto do EA5 Entrada pela Torre ou por Mecânica I Descer as escadas junto ao EA5 Porta à esquerda ao fundo das escadas (duração : cerca de 1h00)

4 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Objectivo : determinar experimentalmente a relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl para escoamentos turbulentos no interior de um tubo comparar a relação obtida com outras disponíveis na literatura para o caso estudado

5 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Instalação experimental Unidade da P.A. Hilton Ltd.

6 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Escoamento no interior de um tubo Re > 10 4 Dittus-Boelter Nu = 0,0225 Re 0,8 Pr 1/3 [1+(D i / L) 0,7 ] ( / w ) 0,14

7 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Escoamento no interior de um tubo Re > 10 4 Dittus-Boelter Nu = 0,0225 Re 0,8 Pr 1/3 Dois ensaios distintos (mas muito semelhantes) : um a Pr constante um a Re constante (permite determinar ) O conjunto dos dois permite determinar a constante

8 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Como obter aqueles parâmetros ? A partir de regressões lineares de ln Re ln Pr ln Nu e da comparação de Nu com (Re C2 Pr C3 ) os vossos valores, evidentemente

9 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Balanço térmico à água quente Balanço térmico à água fria é necessário medir as temperaturas de entrada e de saída, assim como os caudais Cálculo da potência térmica cedida pela água quente para a parede do permutador é necessário medir as temperaturas do tubo nos dois extremos do permutador (atenção às propriedades da água e sua variação com T )

10 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl T entrada da água quente T saída da água quente T entrada da água fria T saída da água fria T extremo do tubo (entrada da água quente) T extremo do tubo (saída da água quente) (termopares tipo K) Visor e comutador Regulação e leitura do caudal de água quente Regulação e leitura do caudal de água fria Regulação do aquecimento da água

11 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Procedimento : VER GUIA DO ENSAIO !ESTUDAR GUIA DO ENSAIO ! Não ir para o ensaio sem saber bem o que tem que ser feito, o que se poderá (deverá) esperar, como realizar os cálculos, e como interpretar depois os resultados !

12 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Aspectos operacionais (e não só) : ir preparado (como já foi dito !) levar máquina de calcular de preferência, levar um PC portátil com a folha de cálculo fazer uma folha de cálculo antes de ir para o ensaio levar uma tabela com as propriedades da água em função da temperatura colocar no PC as funções dadas no Guia para o cálculo das propriedades ou

13 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Aspectos operacionais (e não só) - continuação: as medições são feitas em regime estacionário é necessário tempo para a unidade estabilizar Pede-se bom senso e sensibilidade de engenheiro nesta situação Nem esperar demasiado tempo (impossível terminar o trabalho em 1h00, além de que pode haver flutuações no caudal e temperatura da água da rede),... … nem fazer tudo a correr (afastando-se claramente da situação estacionária) O ÓPTIMO É INIMIGO DO BOM !

14 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Aspectos operacionais (e não só) - continuação: dos dois ensaios, cada grupo só fará um (sou eu que decido qual), mas analisará os resultados dos dois ensaios (eu forneço os dados para o ensaio não realizado)

15 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Aspectos operacionais (e não só) - continuação: Ensaio a número de Prandtl constante Pr só depende das propriedades é necessário T da água quente constante Variar a potência de aquecimento da água (e se necessário, o caudal de água fria) de modo a manter T quando se varia o caudal de água quente (ver sugestões no Guia)

16 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Aspectos operacionais (e não só) - continuação: Ensaio a número de Reynolds constante Re depende do caudal e das propriedades é necessário calcular os diferentes caudais da água quente para cada temperatura média tendo em conta os diferentes valores de e de (ver sugestões no Guia)

17 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Aspectos operacionais (e não só) - continuação: Pensem antes de agir ! por exemplo: se diminuir o caudal de água quente e pretendermos manter a temperatura média, a temperatura da água quente à entrada deve manter-se, aumentar ou diminuir ? se diminuir o caudal e a temperatura média da água quente, o Re diminui na mesma proporção que a diminuição do caudal, diminuirá mais, ou diminuirá menos ?

18 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Be sure brain is in gear before engaging mouth

19 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Be sure brain is in gear before engaging into action

20 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl (prazo de entrega do relatório : 5 dias úteis) Relatório Ver as indicações no Guia ! Capa Resumo 1 - Introdução 2 - Objectivos 3 - Instalação e Método Experimental 4 - Apresentação dos Resultados 5 - Discussão dos Resultados 6 - Conclusões e Recomendações 7 - Referências Estrutura :

21 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl O mais importante é, obviamente, o conteúdo ! Mas a forma também é importante ! Algumas recomendações (não exaustivas) relativas à forma : escrever todo o relatório no mesmo tempo verbal escrever todo o relatório com o mesmo sujeito verbal apresentar os dados, os resultados intermédios, e os resultados finais sob a forma de tabelas (de preferências em tabelas separadas) cuidado com os algarismos significativos ! ! ! as variáveis escrevem-se em itálico (excepto Re, Pr, Nu, …) numerar as equações (se escreverem muitas) referenciar todos os elementos do texto não-vossos (figuras, etc) e distinguir Referências (o que foi referido) e Bibliografia (o que foi consultado mas não explicitamente referido) Relatório

22 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Dúvidas ?

23 DEM / STE Estudo experimental da relação entre os números de Nusselt, Reynolds, e Prandtl Bom trabalho !


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