UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA – Campus Bagé
SEMESTRE: 2014/1
CURSOS: ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO/ ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
COMPONENTE CURRICULAR: FENÔMENOS DE TRANSPORTE (BA000200)
PROFESSORES: Tânia Regina de Souza / Rodolfo Rodrigues
Aula Prática 5: Experimento de Transferência de Calor
1. Objetivos
Este experimento tem como objetivos:
- a determinação do perfil de temperatura ao longo de barras de seção circular uniforme de diversos
diâmetros e materiais diferentes e,
- a determinação do coeficiente convectivo natural médio de transferência de calor entre as barras e o
ar ambiente e comparar com os valores fornecidos pela literatura.
2. Dados Experimentais
Serão utilizadas quatro barras distintas:
- Barra A: Cobre com diâmetro igual a 13 mm;
- Barra B: Alumínio com diâmetro igual a 13 mm ;
- Barra C: Aço inox com diâmetro igual a 13 mm e
- Barra D: Aço inox com diâmetro igual a 25 mm.
- Termopares colocados ao longo de cada barra para as medidas de temperatura, sendo dispostos nas
Barras conforme tabela, a seguir:
Barras
Posição (mm)
Termopares ao longo das barras, a partir da parede da Fonte Quente
(mm)
Nº 1
Nº 2
Nº 3
Nº 4
Nº 5
Nº 6
Nº 7
Nº 8
Nº 9
Nº 10
50
100
150
250
350
450
600
750
900
1100
OBS: Verificar os valores dos diâmetros e as distâncias dos termopares.
3. Procedimento Experimental
- Ligar a chave de energia;
- Inicialmente, fazer a leitura de todos os termopares de todas as barras, para notar possíveis desvios
de leitura entre eles e anotar a Temperatura média do ambiente (T∞) através do termopar instalado
sobre o painel elétrico;
- Encher o recipiente do Banho termostático com água até o nível indicado no visor do mesmo;
- Ligar o aquecimento e esperar atingir o regime permanente de transferência de calor ao longo de
todas as Barras e então começar a anotar as temperaturas da fonte quente (T0) e em cada posição
(x) de cada termopar. Repetir o procedimento para dois valores diferentes de temperaturas da fonte
quente (T0 = 50ºC e T0 = 70ºC), preenchendo a tabela a seguir.
Barras
Termopares ao longo das barras, a partir da parede da Fonte Quente
Nº 1
Nº 2
Nº 3
Nº 4
Nº 5
Nº 6
Nº 7
Nº 8
Nº 9
Nº 10
A (T∞)
B (T∞)
C (T∞)
D (T∞)
A (T0 = 50°C)
B (T0 = 50°C)
C (T0 = 50°C)
D (T0 = 50°C)
A (T0 = 70°C)
B (T0 = 70°C)
C (T0 = 70°C)
D (T0 = 70°C)
4. Cálculo e Análise dos resultados
- Traçar gráficos do perfil de temperatura ao longo das quatro barras para as duas situações de (T0)
realizadas, numa mesma figura. Analise e comente.
- Traçar gráficos de (T - T∞) / (T0 - T∞) versus (x) visando à obtenção do h médio (coeficiente de
troca de calor) para cada valor de T0. Analise e comente.
- Compare o valor obtido para (h) médio com o valor encontrado na literatura e comente sobre
possíveis desvios e erros cometidos.
5. Simbologia
- T∞= temperatura do ambiente (ºC);
- T0 = temperaturas da fonte quente (ºC);
- T = temperaturas medida em determinado termopar (ºC);
- x = coordenada de posição de cada termopar (mm);
- h = coeficiente local de transferência de calor (W/m2.K).
6. Bibliografia
INCROPERA, Frank P. Fundamentos de Transferência de Calor e de massa. Rio de Janeiro: LTC,
1992
ARPACI, V.S. - Conduction Heat Transfer - Addison/Wesley Publishing Company, 1996.
CROSBY, E.J. - Experimentos sobre Fenômenos de Transporte en las Operaciones Unitárias de la
Industria Química, Editoral Hispano Americano S.A., 1968
HOLMAN, J.P. - Transferência de Calor. McGraw-Hill, 1993
KREITH, F. - Princípios de Transmissão de Calor. Editora Edgar-Blucher Ltda., 1977.
WELTY, J.R. et all, - Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer. 3ed. John Wiley and
Sons.