Cálculo do número de biot utilizando o método da capacitância global

Páginas: 9 (2154 palavras) Publicado: 30 de setembro de 2012
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ- UNIFEI

INSTITUTO DE ENGENHARIA MECÂNICA- IEM






Relatório da Terceira Atividade Prática – Cálculo do Número de Biot Utilizando o Método da Capacitância Global (Concentrada)



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Fenômenos de Transporte I - EME313







Aluno: Danilo Carlos Ferreira Costa
Matrícula: 14236
Engenharia Hídrica - EHD
Professor: Sandro MetrevelleMarcondes de Lima e Silva
1- Introdução

Uma maneira simples de se promover um endurecimento de certo material e promovendo sua têmpera, tratamento térmico que consiste num aquecimento acima da temperatura de austenitização (no caso de aços) e acima da temperatura de transição vítrea para vidros. Após tal aquecimento o material é bruscamente resfriado e em sua estrutura atômica ocorre umadistorção que promoverá uma estrutura de elevada dureza.
Analisando o caso específico de ligas Ferro-Carbono percebe-se o quão importante é obter um aço de elevada dureza para diversas aplicações, principalmente para os usos em construção mecânica. Dependendo do caso se pode fazer outro tratamento térmico, o revenimento, para aliviar as tensões internas elevadas oriundas da têmpera e com ointuito de aumentar a ductilidade do aço. No caso dos vidros as tensões internas são o objetivo de tal tratamento e assim promovem uma peça com maior dureza.
Uma das maneiras de observar a têmpera é utilizando a água para o resfriamento da peça. Um dos ramos de pesquisa na Transferência de Calor é o estudo dos processos que ocorrem quando um material sofre uma brusca mudança de temperatura,quais modelos devem ser adotados e quais pressuposições podem ser aceitas e em quais condições.
Na situação acima descrita não é possível mais se observar o regime estacionário, sendo necessário levar em consideração os pressupostos característicos do regime transiente, por exemplo, a temperatura na superfície do sólido variando com o tempo e alcançando depois o regime estacionário. E umdos métodos utilizados é o da Capacitância Global.
Outra situação em que é possível usar tal método é na determinação de certas propriedades térmicas de um material, experimento que será desenvolvido em laboratório.
Este método se baseia em um pressuposto: não há transferência de calor por condução no interior do corpo, no caso da experiência a esfera, ou seja, a temperatura é uniformeno interior da esfera. Tal pressuposição se torna aceitável quando um parâmetro, denominado Número de Biot é inferior à 0,1.
2- Objetivos

A atividade experimental teve como finalidade determinar o Coeficiente de Transferência de Calor por Convecção em regime transiente se valendo do Método da Capacitância Global.
Para alcançar tal finalidade foram utilizadas duas esferasmetálicas, uma feita de Alumínio 5052 e a outra de Aço Inoxidável AISI 304, em ambas um termopar tipo T estava conectado no seu centro de massa. As duas esferas foram aquecidas num banho quente e posteriormente colocadas num banho à temperatura ambiente. Outro termopar tipo T media a temperatura ambiente.
Os dados de temperatura foram coletados com o uso de um software e armazenados num computador edepois foi distribuído aos alunos. Com os dados de temperatura variando com o tempo, diâmetro das esferas, e outras constantes obtidas na Bibliografia do assunto e na Internet fora possível determinar os valores dos coeficientes de Transferência de Calor por Convecção o regime transiente bem como a validade de tal método na atividade experimental.
3- Procedimento Experimental

Os equipamentosque foram requeridos a fim de se realizar o experimento estão citados na Tabela 1, abaixo.

Tabela 1- Equipamentos usados com suas respectivas incertezas
|Equipamento |Marca |Modelo |Incerteza |
|Sistema de Aquisição de Dados |Agilent |34970-A |[pic]0,1...
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