DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA INTERNA, CONDUTIVIDADE E DIFUSIVIDADE TÉRMICA DE SUPERFÍCIES

Bruno Henrique Oliveira Mulina¹; Francisco Sales Mudo¹; Valério Luiz Borges¹; Solidônio Rodrigues Carvalho¹

¹ Universidade Federal de Uberlândia

Resumo

Em aplicações industriais ou na avaliação do conforto térmico de edificações faz-se necessário um método ou técnica experimental para determinar in situ e, simultaneamente, as propriedades térmicas e a temperatura interna de superfícies. Na indústria a temperatura é o principal parâmetro mensurado e representa um ótimo indicativo do estado de operação de equipamentos. Desse modo, o estudo da variação da temperatura ao longo do tempo permite identificar a necessidade de manutenção de equipamentos industriais. No entanto, a grande maioria dos processos industriais não possuem sensores térmicos em sua parte interna. Logo, é comum na indústria que as condições de funcionamento sejam definidas com base em temperaturas medidas na parte externa, como por exemplo, na superfície ou carcaça de máquinas. Em edificações o uso de um método capaz de medir in situ a condutividade e a difusividade térmica média de superfícies auxiliaria na análise e certificação do conforto térmico. No entanto, seja em uma superfície de um equipamento industrial ou em uma parede de uma edificação, a temperatura depende fortemente da fonte de calor e de efeitos convectivos e radiativos oriundos do meio, o que pode acarretar em incertezas no processo de medição. Com o objetivo de alcançar os objetivos propostos este trabalho apresenta um método numérico-experimental não invasivo que, a partir de um modelo térmico transiente unidimensional e problemas inversos em transferência de calor, determina a temperatura interna e estima as propriedades térmicas da superfície, a saber: condutividade e difusividade térmica. Neste trabalho são apresentados os resultados obtidos para experimentos simulados com materiais metálicos e não-metálicos. Posteriormente, a técnica é aplicada para determinação das propriedades térmicas e da temperatura interna de experimentos em laboratório. Os resultados obtidos até o presente momento demonstram que se trata de uma técnica promissora.

Palavras-chave: Temperatura; propriedades térmicas; problemas inversos; métodos não invasivos