Equipamento de ensino térmico de transferência de calor por convecção forçada TD1
TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONVECÇÃO FORÇADA
Um conhecimento básico da teoria de transferência de calor por convecção forçada é valioso em muitos campos da engenharia, especialmente no projeto de trocadores de calor. O aparelho de transferência de calor por convecção forçada permite que os alunos examinem a teoria e as fórmulas associadas relacionadas à convecção forçada em tubos.
É uma estrutura que contém um ventilador acionado por motor, tubulação e painel de instrumentação. Ele também tem uma grande superfície de trabalho para conveniência do aluno.
O ventilador funciona a uma velocidade constante e aspira o ar através de uma válvula de controle. O ar então se move para um tubo em forma de U. Uma placa de orifício no tubo se conecta a um manômetro no painel de instrumentação para medir a taxa de fluxo de ar. Um manômetro maior no painel de instrumentos mede a queda de pressão do ventilador.
O tubo em forma de U se conecta a um "tubo de teste" de cobre isolado e eletricamente aquecido de diâmetro menor. Os alunos controlam a entrada de energia para o aquecedor do tubo de teste usando um transformador variável, enquanto observam a energia usando instrumentação no painel. O tubo de teste descarrega para a atmosfera.
Tomadas de pressão em cada extremidade do tubo de teste conectam-se a um manômetro no painel de instrumentos para medir a queda de pressão no comprimento do teste. Um termômetro mede a temperatura do ar na entrada do tubo de teste. Os termopares medem a temperatura em vários pontos ao longo da parede do tubo de teste. Outros termopares medem a temperatura em vários pontos dentro do isolamento do tubo de teste. Os alunos usam um indicador digital no painel de instrumentos para exibir as leituras de temperatura do termopar.
Para evitar superaquecimento, uma partida de motor, isolador e intertravamento de segurança impedem o funcionamento do aquecedor, a menos que haja um fluxo de ar adequado.
O painel de instrumentação também inclui um manômetro que se conecta a um conjunto transversal do tubo de Pitot para medir o perfil de velocidade ao longo do tubo de teste.
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
• Derivação do valor do número de Nusselt (Nu) e comparação com a fórmula empírica
• Cálculo do coeficiente de transferência de calor local (h)
• Determinação do número de Stanton (St)
• Cálculo do fator de atrito (f) e comparação com valor experimental
• Determinação da validade da Analogia de Reynolds para o ar
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