DISPOSITIVO PARA ENSAIO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONDUÇÃO

A.O. Correa, E. Fossaluza, A. Cavalcanti, E. Pizzi

Departamento de Engenharia Industrial Mecânica, Universidade Santa Cecília, Rua Osvaldo Cruz, nr.255 - Bloco M - Sala 117 - Santos - SP - CEP 11045-907

Palavras-chave: Ensaio, Transferência de Calor, Condução

Resumo

Na transmissão de calor por condução térmica, a equação enunciada por Fourier para obter o fluxo de calor, depende de uma propriedade especifica de cada material à condutividade térmica (k).

A condutividade térmica que cada material possui, está diretamente ligada a resistividade térmica do respectivo material, ou seja, na condição onde o material será um bom condutor de calor ou um isolante térmico, de acordo com as propriedades mecânicas do referido material.

O dispositivo didático para a demonstração da transferência de calor por condução, foi projetado e desenvolvido a fim de ensaiar diversos materiais, tendo como variável a condutividade térmica.

Trata-se de um equipamento portátil (figura 1), de fácil manuseio e transporte e que pode ser ligado em uma tomada universal 220V.

O equipamento é revestido internamente por um isolante térmico, moldado especialmente para receber os 04 componentes, que irão realizar a transmissão de calor:

· Base para a cinta de resistência elétrica que fornecerá o calor para os ensaios;

· Apoio inferior, que auxiliará o balanço de temperatura durante os ensaios;

· Corpo de prova a ser ensaiado;

· Apoio superior, que auxiliará o balanço de temperatura durante os ensaios.

Os apoios superior e inferior, possuem condutividade térmica conhecida e o calor que a cinta irá fornecer também é conhecido.

O dispositivo terá acoplado 02 termopares para a tomada das temperaturas, que serão necessários para os cálculos que resultarão experimentalmente na condutividade térmica do corpo de prova (figura 2).

O fluxo de calor se propaga da base da cinta de resistência elétrica, em direção do apoio superior, passando calor antes pelo apoio inferior e pelo corpo de prova (figura3).

As indicações de temperatura (T1 e T2), contagem de tempo e a chave para ligar o equipamento foram montadas em separadamente, em um modulo adequado.

Através da equação já mencionada de Fourier, adequando-se a mesma é possível obter-se a condutividade térmica do material ensaiado.

Agradecimentos: os autores agradecem a Coordenação de Engenharia Mecânica e a Direção da Unisanta, pela oportunidade recebida no desenvolvimento deste projeto e o dedicam aos orientadores professores Fernando Marques Fernandes e Carlos Alberto Amaral Moino.

Referências:

Kern, D.Q. - Processos de Transmissão de Calor. Editora Guanabara Koogan SA - RJ - 1987 Incropera, P.F. - DeWitt, P.D. - Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. Editora Livros Técnicos e Científicos - 4ª edição - RJ - 1998