Portal de Eventos Científicos da UTFPR (EVIN), XXII Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica da UTFPR

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Projeto e desenvolvimento de um equipamento para determinação da condutividade térmica de sólidos
Dênis Jun Kasai

Última alteração: 2018-06-17

Resumo


O conhecimento do comportamento da transferência de calor entre diferentes corpos é de grande importância devido ao amplo campo de aplicações que vão desde sistemas domésticos até mesmo processos industriais. A troca de energia térmica entre corpos pode ocorrer, basicamente, por três maneiras: Condução, Irradiação e Convecção. No processo de condução, além da dependência do formato do objeto (área de seção transversal e comprimento), também existe uma grande dependência com relação a condutividade térmica do material que está intrinsicamente relacionada com a estrutura e composição atômica/molecular de cada material. Fundamentalmente, os métodos de análise da condutividade térmica podem ser divididos em duas áreas: transiente, em que são efetuadas medições durante o processo de aquecimento em um período de tempo relativamente pequeno e; estacionário, caracterizado pela determinação da condutividade através do sistema em equilíbrio, em que a distribuição da temperatura é linear para um material homogêneo.
Neste trabalho, foi criada uma estrutura termicamente isolada conectada a um aquecedor com controle de potência e um sistema de aquisição e cálculo de dados para determinação da condutividade térmica pelo método estacionário. Como corpo de teste, foi utilizado uma barra de aço 1020. O controle do aquecedor é efetuado pelos comandos de um microcontrolador, responsável pelo monitoramento e ajustes da temperatura. Após o sistema atingir um estado estável, a condutividade pode ser determinada a partir da equação de Fourier para a condução de calor. Todos os dados obtidos são retornados ao usuário através de sua interface.

 


Palavras-chave


Condutividade térmica; Transferência de calor