Artigo Fluxo de Calor em Regime Transiente em um Termopar

FLUXO DE CALOR EM REGIME TRANSIENTE EM UM TERMOPAR
Alaudio Ott1
Elmar Engelmann Junior1
Michael Schattsheneider1
Ricardo Maciel1
Tiago Walter Fagundes1
Resumo

Termopares são sensores de temperatura simples, robustos e de baixo custo, sendo amplamente utilizados nos mais variados processos de medição de temperatura. A junção de dois metais formando um circuito fechado gera uma tensão elétrica na junta, em função da temperatura quando submetidos a um gradiente térmico em suas extremidades. A extremidade mais quente faz com que os elétrons dessa região tenham maior energia cinética e se acumulem no lado mais frio, gerando uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades do condutor na ordem de alguns milivolts (mV). Isto explica o funcionamento dos termopares neste fenômeno, que é conhecido como Efeito de Seebeck. Embora praticamente se possa construir um termopar com qualquer combinação de dois metais, utilizam-se apenas algumas combinações normalizadas, isto porque possuem tensões de saída previsíveis e suportam grandes gamas de temperaturas. Com o avanço tecnológico nos processos industriais, a confiabilidade e o tempo de resposta dos dispositivos de controle e medição são fundamentais durante o tempo de processo. No mercado especializado, os termopares podem ser encontrados em diversos formatos, desde modelos com a junção descoberto que proporcionam tempo de resposta rápido, até os modelos que estão incorporados em sonda. Mostraremos neste artigo que um determinado tipo de termopar, neste caso comercialmente conhecido como tipo “T” (cobre/constantan2 ) pode ser selecionado também avaliando-se o tempo da resposta térmica sendo calculado através do método da capacitância global.
Palavras-chaves: termopares, efeito de Seedbeck, condução de calor, tempo.

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INTRODUÇÃO

Muitos problemas de transferência de calor são dependentes do tempo. Tais problemas não estacionários ou transientes, surgem quando as condições de contorno de um sistema são mudados. Se a