Apresentação de ensaios de laboratório de Transmissão de Calor Condução transiente em sólidos

Objectivo: Análise de variação de temperatura de peças sólidas com várias geometrias e materiais ao longo do tempo em várias condições. Metodologia: Aquecimento de peças sólidas por água com diferentes velocidades e arrefecimento no ar ambiente por convecção forçada ou em água por convecção natural.

Instalação Experimental 1) Base da instalação. 2) Bomba de circulação. 3) Reservatório de água. 4) Tubo para colocação de peças. 5) Furos no tubo para saída da água. 6) Suporte das peças. 7) Fichas dos termopares. 8) Termopar na água junto à peça 9) Peças de ensaio. 10) Termopar da água a circular. 11) Interruptores da instalação. 12) Termostato de regulação da resistência de aquecimento.

Funcionamento da Instalação Ligar a resistência e seleccionar uma posição do termostato. Aguardar para obter uma temperatura do banho constante. Seleccionar uma peça e montar no suporte fixando-a com parafuso. Imergir no tubo e observar a evolução da temperatura. Após atingir uma temperatura próxima do banho retirar a peça e colocar no local de arrefecimento Repetir o ensaio para outra peça em que mantenham alguma característica com anterior. Todos os valores recolhidos disponibilizados em formato digital

Peças sólidas a ensaiar

Trabalho a efectuar I Para as operações de aquecimento e de arrefecimento: Definição da temperatura em termos adimensionais como (T-T ∞ )/(T i -T ∞ ) e do tempo como nº de Fourrier. Apresentação dos valores experimentais adimensionais em gráfico e ajuste de função do tipo A partir do valor do declive B determinação de =B Identificação do número de Biot correspondente para direcção menor:

Trabalho a efectuar II Com base em C 1 verificar origem no tempo e validade da aproximação de solução por um termo. Calcular coeficiente de convecão a partir de Bi. Calcular possíveis contribuições das outras direcções em (T-T ∞ )/(T i -T ∞ ) (Efeitos multi-dimensionais) Análise da possibilidade de utilizar método da capacitância. Comparação dos coeficientes de convecção para os vários ensaios realizados. (Depende dos casos) Discussão de resultados e conclusões em texto sucinto.