Aletas

Através do estudo de transferência de calor, alcançamos um entendimento do papel desempenhado pelas aletas na transferência de calor. O papel das aletas é otimizar a troca de calor de um fluido com outro, através do aumento da superfície de contato da tubulação por onde ele escoa, tornando-se um modo mais fácil e freqüente na troca de calor com outro fluido.

Nesta pratica foi utilizada uma aleta longa de alumínio na qual sua temperatura se aproxima da temperatura do fluido.

Tipos de aletas

Vários tipos de aletas estão presentes nas mais diversas aplicações industriais. Logo abaixo veremos os tipos mais encontrados:

-Aleta de seção retangular:

Podemos observar que esta aleta de seção retangular assentada longitudinalmente em uma superfície plana apresenta uma espessura “b” e largura “e”, na qual calculamos “m” através da fórmula:

-Aletas de seção não retangular:

Na foto acima conseguimos visualizar uma aleta de seção triangular, ou aletas de seção parabólica, trapezoidal, etc, na qual também se encaixam nos tipos de aletas, os cálculos de m podem ser obtidos como o da aleta anterior.

-Aletas curvas:

As aletas colocadas sobre superfícies curvas podem ter colocação radial (transversal) ou axial (longitudinal). O assentamento radial ou axial de uma aleta sobre superfícies cilíndricas depende da direção de escoamento do fluido, pois as aletas devem prejudicar o mínimo possível o coeficiente de película, não podem provocar estagnação do fluido.

O calculo do coeficiente “m” para a aleta curva é feito da seguinte forma:

onde,

Aletas de pino:

As aletas tipo pino são necessárias para não prejudicar demasiadamente o coeficiente de película. Elas podem ter seção triangular, quadrangular ou circular como na foto acima. Neste caso o coeficiente de película pode ser calculado da seguinte forma:

onde

Aplicações de aletas:

Cilindro aletado Veicular

Aleta integrada a um circuito

Materiais utilizados:

- Um resistor elétrico;

- Uma aleta de alumínio;

- Um suporte para fixar as aletas e o resistor elétrico;

- Termômetro para media a base da aleta (escala de 0ºC a 10ºC);

- Termômetro comum para medir a temperatura ambiente (em ºC);

- Termômetro BC para medir a temperatura na aletas (em ºF);

- Régua;

- Paquímetro.

A bancada propicia o estudo de aletas de diferentes materiais.

Procedimentos:

Fixamos a aleta em sua base, colocando a aleta de alumínio no suporte e fazendo as medições necessárias;

Com o paquímetro, fizemos a medição do diâmetro da aleta;

Ligamos o aparelho em uma tomada 110V e colocamo-lo na posição “ON”;

Esperamos o aparelho entrar em regime permanente. Foi alcançado após a luz vermelha se apagar;

Fizemos a medição da temperatura da base da aleta com o termômetro BC;

Verificamos a temperatura da aleta em três pontos diferentes: 5cm, em 10cm e a 15cm de sua base;

Posicionamos o termômetro para medir a temperatura ambiente numa região próxima da aleta (14cm aproximadamente)

Tabela de valores obtidos na Prática

x (m)

T∞ (ºC)

To (ºC)

T(x) (ºC)

L (m)

d (m)

0,05

23

82,222

71,111

0,167

0,0096

0,10

23

82,222

65,555

0,167

0,0096

0,15

23

82,222

60,000

0,167

0,0096

Legenda:

x - distancia do ponto de medição até a base da aleta;

T∞ - temperatura ambiente;

T(x) - temperatura no ponto x da aleta;

L - comprimento da aleta;

d - diâmetro da aleta.

Memorial de cálculos

Dados:

Temperaturas em (°F )

Calculo do Coeficiente da Aleta:

e daí adiante calculamos os valores (m) para:

Encontramos, , e a média dos três coeficientes é m=3,1357, que usaremos no calculo da condutividade térmica do material K:

Partindo da fórmula: logo,

Conclusão

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