Análise do Efeito da Velocidade do Vento sobre o Processo de
Dissipação de Calor em Conectores tipo H Energizados
Ferreira, R.A.M1, Carvalhais, T.B.M² , Silva, B.P.A³, Costa, L.G.L4 , Diniz , H.E.P5 , Andrade , R.M6
1 – Rafael Augusto Magalhães Ferreira, Curso de Graduação em Engenharia Mecânica, r.ferreira102@hotmail.com, Estagiário do Projeto P&D 235
2 – Túlio Borel Magalhães Carvalhais , Curso de Graduação em Engenharia Mecânica, borel_12@hotmail.com , Estagiário do Projeto P&D 235.
3 – Bruno Philip Alves da Silva, Curso de Graduação em Engenharia Mecânica , bruno.phill@gmail.com, Estagiário do Projeto P&D 235.
4 - Luis Guilherme Leite Costa, Curso de Graduação em Engenharia Mecânica , luis_lcost@hotmail.com, Estagiário do Projeto P&D 235.
5 - Henrique Eduardo Pinto Diniz, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, henrique.diniz@cemig.com, pesquisador colaborador do Projeto P&D 235 .
6 - Roberto Márcio de Andrade, Departamento de Engenharia Mecânica, rma@ufmg.br, coordenador do Projeto P&D 235.
Introdução
Resultados
A termografia infravermelha é uma técnica utilizada como parâmetro de
Tomando o balanço de energia descrito pelas Equações 1, 2 e 3 e introduzindo as
fundamental importância na manutenção de ativos físicos. Durante um processo de
temperaturas medidas é possível calcular os coeficientes experimentais de troca de
inspeção de componentes elétricos em linhas de transmissão, a termografia auxilia
calor por convecção para as três posições ensaiadas.
no monitoramento de pontos quentes, os quais apresentam sobreníveis de
temperatura. No entanto, a detecção desses pontos por si só não indica a
ocorrência da falha, sendo necessário o conhecimento do fenômeno físico inerente.
Com ênfase nas conexões tipo H, o presente trabalho tem por objetivo comparar
um modelo matemático do processo de dissipação de calor desse componente com
dados obtidos por meio de testes realizados em túnel de vento e verificar o grau de
influência que a configuração de escoamento tem sobre o processo físico.
Metodologia
GRÁFICO 1 – Comparação entre os coeficientes experimentais e de literatura. Para cada
A estimativa da curva de temperatura superficial da conexão ao longo do tempo
posição testada (esquerda). Média das posições (direita).
passa pelo balanço de energia. Utilizando a equação básica que relaciona as taxas
Aplicações de correlações para estimativa de coeficiente convectivo geralmente
de transferência de calor em um conector sem encapsulamento no regime
não apresentam um erro menor que 20% [1]. Para convecção natural, a menor
permanente, no qual não há energia armazenada, tem-se:
dispersão encontrada foi de aproximadamente 37% para a posição vertical da
conexão. Os resultados em termos de temperatura para esse ensaio são
apresentados a seguir.
Esses termos são dados pelas seguintes relações:
Nas quais, o cálculo do coeficiente de troca de calor por radiação e do coeficiente
convectivo, é dado por:
GRÁFICO 2 – Temperaturas de estabilização teórica e medida para convecção natural
(ensaio na posição vertical).
O erro mencionado anteriormente para o coeficiente convectivo, que representa
Para os cálculos do modelo previsto foram utilizados como referência a geometria
uma diferença de 2,3 W/m²K, corresponde a um erro máximo na estimativa de
do cilindro horizontal longo, e as correlações apresentadas nos trabalhos de
temperatura de 14%. Dispersões maiores encontradas nos demais ensaios podem
Churchill, Chu e Bernstein [1] para convecção natural e forçada.
levar a um erro na estimativa de temperatura na ordem de até 50%.
Experimentalmente, fluxos de ar com intensidades de 0, 1, 3, 5, 10 e 15 m/s, foram
Conclusões
impostos sobre a conexão e com diferentes ângulos de incidência.
Os coeficientes convectivos calculados pela correlação obtida nas referências
converge para a média dos resultados de todas as posições ensaiadas. Além disso,
observa-se que diferenças pequenas entre os coeficientes estimado e real podem
levar a erros significativos no cálculo da temperatura de estabilização.
Agradecimentos
Os autores agradecem aos financiadores do projeto P&D 235, ANEEL-CEMIG, e à
equipe do LabTerm.
FIGURA 1 – Configurações de escoamento. (a) Transversal. (b) Longitudinal.
A aquisição instantânea dos sinais foi feita por meio de integração com o software
Referências
LabView e de termogramas registrados com uso de uma termocâmera de alta
[1] INCROPERA, Frank P. & DeWITTD, D. P.; Fundamentos de Transferência de
precisão, modelo Flir SC660.
Calor e Massa, 1990. LTC