Lista de eletricidade com gabarito cap6 ediminister

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA ENERGIA E FENÔMENOS DE TRANSPORTE

CONSTRUÇÃO DE UM DISPOSITIVO PARA MEDIÇÃO DA CONTUTIVIDADE TÉRMICA

por

Roberto Valentino Boeing Mauro Zart Bonilha Eduardo Gus Brofman

Trabalho Final da Disciplina de Medições Térmicas Professores: Paulo Smith Schneider Fernando Pereira

PortoAlegre, dezembro de 2010

BOEING, R. V., BONILHA, M. Z., BROFMAN, E. G.. Construção de um Dispositivo para Medição da Condutividade Térmica. 2010. 22f. Trabalho Final da Disciplina de Medições Térmicas – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

RESUMO
A proposta para o trabalho de conclusão da disciplina de medições térmicas dosemestre de 2010/II é a medição da condutividade térmica de amostras solidas de alumínio para temperatura media de amostra de 50 °C. Para esta medição foi proposto a construção de um dispositivo desenvolvido pelos alunos que conseguisse a medida mais precisa possível. Este dispositivo foi construído utilizando duas placas geradoras de calor de aço inox (127 V; 25 W), três sensores detemperatura do tipo PT100 e isolado, para melhor precisão, com PU expandido e poliestireno expandido. Foi medida a diferença de temperatura entre dois pontos do bloco de alumínio e como é conhecida a aérea de troca, o calor gerado e a distancia entre os pontos foi calculado a condutividade térmica pela lei de Fourier (Incropera & DeWitt, 1998). Para melhorar a precisão dos resultados algumasmedidas foram tomadas para garantir que os parâmetros envolvidos tivessem valores precisos.

ii

BOEING, R. V., BONILHA, M. Z., BROFMAN, E. G. Construction of a Device for Measuring Thermal Conductivity. 2010. 22f. Trabalho Final da Disciplina de Medições Térmicas – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

ABSTRACT
The proposalfor the final paper of the discipline of thermal measuring from the semester of 2010/II is the measuring of the thermal conductivity of a solid sample of aluminum with temperature of 50 °C. For the measuring, an equipment developed by the students was built to find the most possible precisions result. This equipment was build using two heat generators plates made of stainless steel (127 V; 25W),, three PT100 temperature sensors and isolated, for best precision, with PU and Polystyrene. It was measured the temperature difference between two points of the aluminum block and as it is known the heat trade area, the heat generated and the distance between the two points, the thermal conductivity and calculated with Fourier Law. For better precision of the results some tactics wereused to guaranty that the parameters involved had correct values.

iii

LISTA DE SÍMBOLOS

K q A L ∆t Uk Uq uR uV u∆t UA up

Condutividade Térmica Taxa de transferência de calor Área da seção transversal da amostra Distância entre sensores extremos Diferença de temperatura entre sensores extremos Incerteza de medição da condutividade Incerteza de medição da potência fornecidaIncerteza de medição de resistência Incerteza de medição de tensão Incerteza de medição da temperatura Incerteza de medição da área Incerteza de medição do paquímetro

[W/mK] [W/m2] [m2] [m] [°C] [W/mK] [W] [Ω] [V] [°C] [m2] [m]

iv

SUMÁRIO

1. 2. 3. 4.

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 1REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................................... 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................................. 3 DETALHAMENTO DO EXPERIMENTO..................................................................................... 5 4.1. 4.2. 4.3. Materiais...
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