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LICENCIATURA EM ENGENHARIA QUÍMICA E BIOLÓGICA

Por:   •  15/1/2019  •  Relatório de pesquisa  •  533 Palavras (3 Páginas)  •  160 Visualizações

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INSTITUTO POLITÉCNICO DE BRAGRANÇA

LICENCIATURA EM ENGENHARIA QUÍMICA E BIOLÓGICA

LABORATÓRIOS DE ENGENHARIA QUÍMICA I

TRABALHO EXPERIMENTAL 3:

TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONVECÇÃO NATURAL E FORÇADA À VOLTA DE CILINDROS METÁLICOS.

Discentes:

Docente:

Bragança, Novembro 2018

Sumário

Este trabalho laboratorial teve como objetivo a determinação dos coeficientes de convecção natural e forçada entre o ar ambiente e um cilindro metálico (aço) por meio dos resultados obtidos experimentalmente com valores previstos por correlações.

Foram utilizados dois cilindros metálicos de mesma dimensão e material, arrefecido por convecção natural e convecção forçada por passagem de ar ambiente à 3,5 m/s.

Com os valores experimentais (hn = 8,162 W/m2.°C e hf = 26,642 W/m2.°C) e teóricos dos coeficientes de ambos os casos, efetuou-se uma análise comparativa e crítica dos mesmos. Após análise dos resultados obtidos, verificou-se que o arrefecimento no caso de convecção forçada acontece mais rapidamente.

1. Introdução

2. Metodologia Experimental

3. Resultados e Discussão

3.1. Condições experimentais

Neste trabalho, foram analisadas situações em que um cilindro metálico a inicialmente 90°C foi arrefecido por meio de: convecção natural, apenas em contato com o ar ambiente; e convecção forçada, em que o ar foi movimentado na direção perpendicular ao eixo axial do cilindro por meio de uma ventoinha.

Os parâmetros físico-químicos do material e do ar, dimensões do cilindro estão dispostos nas tabelas a seguir.

Tabela 1: Dimensões do cilindro metálico.

Diâmetro (m)

0.022

Raio (m)

0.011

Comprimento (m)

→ ∞

Área (m2)

0.00038

Tabela 2: Parâmetros físico-químicos do material metálico.

ρ (kg/m3)

0.747

Cp (J/kg.K)

520.3

µ (mPA.s)

1.81 x 10-5

k (W/m.°C)

0.025

Tabela 3: Registro de temperaturas iniciais do cilindro e do ar, gradiente inicial de temperatura e velocidade do ar.

Ti,barra (°C)

78.2

T (°C)

21.6

θi (°C)

56.6

u (m/s)

3.50

Tabela 4: Registros de tempo e temperatura para o experimento envolvendo convecção natural.

t (min)

T (°C)

t (min)

T (°C)

t (min)

T (°C)

0

66.8

24

40.2

48

29.7

1

66.2

25

39.6

49

29.3

2

64.3

26

38.9

50

29.1

3

62.6

27

38.3

51

28.8

4

60.9

28

37.7

52

28.6

5

59.3

29

37.2

53

28.3

6

57.8

30

36.6

54

28.1

7

56.3

31

36.1

55

27.8

8

55.1

32

35.6

56

27.8

9

53.9

33

35.0

57

27.8

10

52.4

34

34.7

58

27.5

11

51.3

35

34.2

59

27.2

12

50.2

36

33.8

60

26.9

13

49.1

37

33.3

61

26.8

14

48.2

38

33.0

62

26.8

15

47.2

39

32.6

63

26.3

16

46.2

40

32.2

64

26.3

17

45.4

41

31.9

65

26.1

18

44.6

42

31.5

66

25.8

19

43.8

43

31.2

67

25.6

20

42.9

44

30.8

68

25.5

21

42.2

45

30.6

69

25.3

22

41.5

46

30.2

70

25.2

23

40.8

47

29.9

 

 

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