Desenvolvimento e avaliação de seção de testes com sensor de fluxo

• Autor(a) principal: Vargas, Brunno Abreu da Fonseca
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/12739
• topic: Coeficiente de transferência de calor; Termopar; Termopilha; Sensor de fluxo de calor; Transferência de calor; Escoamento multifásico; Termopares; Heat transfer coefficient; Thermocouple; Thermopile; Heat flux sensor

Este trabalho de conclusão de curso tratou do desenvolvimento de uma seção de testes para estimativa de coeficiente de transferência de calor local em escoamentos monofásicos e bifásicos no interior de tubos, com foco em aplicação em condições com escoamento secundário. Neste estudo, inicialmente, é apresentado uma revisão bibliográfica sobre metodologias para obtenção do coeficiente de transferência de calor, citando seus fundamentos e limitações. Para superar as restrições dos métodos clássicos, um protótipo de conceito foi confeccionado utilizando-se sensores termopares e termopilhas com a finalidade de se aumentar a sensibilidade do método, ocasionando reduções relevantes nas incertezas experimentais. Com base na análise de resistências térmicas, o parâmetro de troca de calor por convecção é calculado a partir dos sinais obtidos pelos dispositivos de medição de temperatura. Na manufatura da seção de testes, foi utilizado um tubo de cobre de 4,8 mm de diâmetro interno e 420 mm de comprimento, revestido parcialmente com material polimérico. Para validação da bancada experimental, foram realizados ensaios com água em vazões na faixa de 12 a 60 L/h, correspondendo a velocidades médias entre 0,18 e 0,92 m/s. O fluido é aquecido por um resistor elétrico acionado por fonte de corrente contínua. Como resultado, determinou-se a relação entre os coeficientes de transferência de calor estimados pela metodologia proposta e os correspondentes obtidos por um modelo de previsão da literatura. Também foi investigado o comportamento dos coeficientes calculados em função do incremento de vazão mássica. Outros experimentos à 15, 24 e 35°C foram conduzidos para determinação da resistência térmica da camada de epóxi. A partir dos resultados, obtém-se estimativa de fluxo de calor com incerteza de aproximadamente ±0,5% do valor