DETERMINAÇÃO SIMULTÂNEA DA CONDUTIVIDADE TÉRMICA E DA DIFUSIVIDADE TÉRMICA VARIANDO COM A TEMPERATURA
Amanda Ribeiro Tillmann1; Gilmar Guimarães1; Sandro M. M. de Lima e Silva1
1 Universidade Federal de Uberlândia
Resumo
Propõe-se nesse trabalho uma técnica experimental para obtenção simultânea da difusividade térmica, α, e da condutividade térmica, λ, variando com a temperatura de materiais isolantes. O modelo térmico usado considera a transferência de calor unidimensional em um meio submetido a um fluxo de calor transiente na superfície frontal e isolado na superfície oposta. Ressalta-se que a maioria das técnicas existentes para estimação das propriedades determina α e λ a temperatura ambiente ou a partir de dados experimentais simulados. No entanto, existem muitos processos onde a variação das propriedades com a temperatura deve ser considerada. A determinação simultânea dessas propriedades é feita usando-se o princípio da técnica Mista. Nesta técnica uma função objetivo de fase no domínio da freqüência é usada para obtenção de α e uma função objetivo de mínimos quadrados no domínio do tempo é usada para obtenção de λ. Obtêm-se as propriedades α e λ variando com a temperatura para amostra de PVC (Policloreto de Vinila). As propriedades α e λ são obtidas a partir de uma montagem experimental que consiste basicamente de uma amostra de PVC que se encontra dentro de um forno que é controlado por um controlador de temperatura PID (proporcional, integral e derivativo). As propriedades α e λ foram determinadas para 7 (sete) pontos de temperaturas médias, nas faixas de 20ºC a 66ºC. As propriedades são estimadas a partir da imposição de um fluxo de calor que estabelece uma diferença de temperatura máxima entre as superfícies da amostra de 4,5 ºC. Uma análise da disposição ótima dos sensores na superfície da amostra é realizada. Uma vez determinada a melhor localização dos sensores e a região de determinação das propriedades, a etapa posterior é o cálculo das propriedades α e λ variando com a temperatura através da técnica proposta.
Palavras-chave: Determinação de propriedades térmicas; Condução de calor; Otimização; Métodos experimentais