José Luiz de França Freire
Francisco Eduardo Mourão Saboya
PATROCINIO
ANAIS DO
COBEM 81
VOLUME A
APROVEITAMENTO E CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ESCOAMENTOS COMPRESSf\tEIS E BIFÁSICOS TRANSFER~NCIA DE CALOR POR CONVECÇÃO TRANSFER~NCIA DE CALOR E TURBUL~NCIA
MECÂNICA DOS FLUIDOS PROJETO T!:RMICO DE EQUIPAMENTOS
m
EDITORIAL
O esforço de desenvolvimento industrial do Brasil nas ultimas décadas, deu origem a u• pr~ cesso de formação de pessoal altamente qualificado para as ãreas tecnolÕgicas. Os resultados deste processo, obviamente, não foram imediatos, mas jã começam a ser sentidos. Nos últimos anos, temos observado a proliferação de encontros científicos, publicações técnicas, associações de pesquisadores debates, etc. Entretanto, alguns elos da cadeia de inovação tecnolÕgica, associada ã evolução cie! tífica, ainda não se completaram. Esforços devem ser empreendidos neste sentido, reforçando-se, ao mesmo tempo, os elos mais fracos . Tal atitude re­ sultarã no aproveitamento racional do potencial h~
mano disponível, necessãrio para que o país sebe­ neficie dos investimentos efetuados.
A atividade científica nas areas de Ciên cias Mecânicas tem sido intensa e seus pesquisado­ res tem revelado elevado grau de sofisticação. Es tes anais do COBEM 81 atestam tais fatos. Este con gresso cobre um amplo espectro de assuntos e reune especialistas do Brasil e de vãrios países do mun­ do para a apresentação de trabalhos e troca de ideias .
Espera-se que os leitores destes anais encontrem material util que estimule desenvolvi- mentos adicionais nas ãreas de Ciencias Mecânicas.
Comissão Organizadora COBEM 81
v
AGRADECIMENTOS
Agradecemos o esforço dos autores e conferen­ cistas convidados. Agradecemos, tambem, a co~ peração das pessoas que, dotadas de preparo nas ãreas de Ciências Mecânicas, contribuiram na revisão dos trabalhos submetidos a este Con gresso. Finalmente, queremos agradecer o apoio financeiro e material prestado pelas institui­ ções: CNPq, CNEN, CAPES, FINEP, PUC/RJ, Banco Itaü S/A e Mercedes Benz do Brasil S/A.
VOLUME A
VOLUME B
VOLUME C
VOLUME D
CONTEODO DOS ANAIS DO COSEM Bl
Ap~ove~tamento e con~e~vação de ene~g~a. E~coamento~ comp~e~~z­ ve~~ e b~6â~~co~. T~an~6e~ênc~a de calo~ po~ convecção. T~an~- 6e~ênc~a de calo~ e tu~bulênc~a. Mecãn~ca do~ 6lu~do~. P~ojeto t~~m~co de equ~pamento~.
Con6o~mação mecãn~ca e anâl~~e e~pe~~mental de ten~õe~. P~op~~e dade~ do~ mate~~a~~. Ela~t~c~da­ de e pla~t~c~dade. Anâl~~e e~pe ~~menta! de ten~õe~. Placa~ e­ ca~ca~. Mecân~ca . c!ã~~~ca.
V~b~açõe~ e acú~t~ca. Amo~tece­ do~e~ e v~b~açõe~. P~ojeto e te~ te de equ~pamento~. P~ojeto de­ t~an~m~~~õe~ e ~oto~e~. P~oce~­ ~o~ de 6ab~~cação e u~~nagem. P~ojeto mecân~co de veiculo~ e mane~~.
Tubu!açõe~. S~~tema~ computac~o­ na~~ e a!go~It~mo~. P~ojeto mecâ n~co de componente~ nuc!ea~e~. t !emento~ 6~n~to~ em mecân~ca do6 ~5l~do~. M~todo~ ana!It~co~ e nu m~~~co~ em 6enômeno~ de t~an~po~ te. M~todo~ ana!It~co~ e num~~~= co~ em mecân~ca do~ ~5l~do~.
Vlll
REVISORES
Alcir F. Orlando (PUC/RJ) Antonio C. O. Barroso (CNEN) Antonio I . Ruiz (UnB) Anton i o S. Vargas (PUC/RJ) Arno Blass (UFSC) Berend Snoeijer (UFSC) Carlos A.F. Thompson (!ME) Celso P. Bottura (UNICAMP) Clovis S. Barcellos (UFSC) Domingos Boechat Alves (UFSC) Duraid Mahrus (Metal Leve) Edson Monteiro (PUC/RJ) Eitaro Yamane (EPUSP) Euclides C. Fernandes (!TA) Fathi A.J. Darwish (PUC/RJ) Fausto Rodrigues Fo.(UNICAMP) Fernando L.L. Carneiro (COPPE) Gordiano F. Alvim Fo.(ITA) Halei F. Vasconcelos (UFPb ) Hans lngo Weber (UNICAMP) Hazim A. Al-Qureshi (!TA) Henner A.Gomide(UF/Uberlândia) Hyppolito V.Pereira Fo . (UFSC ) !saias C. Macedo (UNICAMP) Jaime Szajner (UNICAMP) Jan Leon Scieszko (COPPE) Joaquim S.Cintra (UF/S.Carlos) Joaquim S. Paiv a Neto(UNICAMP) Jose A.D . Diegues (IPEN) Jose J. Espindola (UFSC) Jose L.F . Freire (PUC/RJ)
Jose M. Freire (PUC/RJ) Julio Militzer (EPUSP) Kamal A. R. lsmail (UNICAMP) Leopoldo E.G. Bastos (COPPE) Liu Hsu (COPPE) Luiz Bevilacqua (PUC/RJ) Marcos M. Pimenta (EPUSP) Martin Schmal (COPPE) Mauricio P. Campos Fo.(UNICAMP) Miguel H. Hirata (COPPE) Moyses Zindeluk (COPPE) Nelson Back (UFSC) Otavio M. Silvares (EPUSP) Otavio Maizza Neto (EPUSP) Paulo A. Gomes (COPPE) Paulo Rizzi (!TA) Pedro Carajilescov (PUC/RJ) Pio Caetano Lobo (UFPb) Raad Y. Qassim (COPPE) Raul A. FeijoÕ (CBPF) Rubens Sampaio Fo. (PUC/RJ) Sarnir N. Y. Gerges (UFSC) Saul D'Avilla (UNICAMP) Sergio Colle (UFSC) Sergio M.M.Ferreira(PETROBRAS) Sergio N. Monteiro (COPPE) Sergio V. Guerreiro (CNEN) Sidney Stuckenbruck (PUC/RJ) Solly A. Segenreich (PUC/RJ) Victor Prodonoff (PETROBRAS) William M. Mansour (COPPE)
IX
CBPF FeijoÕ, R.A., B-16, B-32 Taroco, E., B-16
C.temAon U. (USA)
Anand, S.C., 0-35 Bertz, R.F., D-35
CNEN Alvim, A.C.M., 0-29 Andrade, J.E.l., D-5 Barroso, A.C.O., A-42, 0-29 Madeira, A.A., A-42 Matt~s Neto, A.G~~ D-33 Ribe1ro, S.V.G., u-5
COBRAPI Trindade, M.B., B-13
COPPE Almeida, l.H., B-9 Bastian, F.l., B-26 Buchmann, J. H., A-22 Ebecken, N.F.F., 0-17, 0-36 Gebrin, A.N., 0-29 Hirata, M.H., A-29 Hsu, L., 0-10, 0-11 Kinrys, S., A-13 luiz, A.M., A-5 Machado, R. D., D-36 Mansour, W.M., C-1, C-17 Miranda, P.E.V., B-13 Monteiro, S.N., B-9, B-13,
B-20 Qassim, R.Y., A-11, A-13
A-22 Scieszko, J.l., C-26 Zindeluk, M., C-12 Zoratto, D.l., C-26
CSN/Cent4o de PeAquiAaA Caminha Jr., H. M., B-26
EFEI A 1 me ida, M. T. , C -1 3 Dias, J.C., C-13
E.E. Mauá Bacarat, D.E., A-39 lauria, O., C-19 leite, C.C., C-3
EESC-USP lirani, J., C-23, C-29, 0-8 Piccoli, H.C., C-23 Porto, A.J.V., C-23, 0-8 Rehder, O. A., A-24 Seleghim, P., C-13
E. Po.tytechnique de Mont4ea.t (Canadá)
Robillard, L., A-19, A-20 Shekar, B.C., A-19 Vasseur, P., A-19, A-20
EPUSP Alves, V.F.A., C-9 Conti, M.B., C-42 Maizza Neto, O., C-4 MHtins, R.M., A-28 Militzer, J., A-28 Paiva, J . B., B-28 Salvagni, R.B., C-9 Sanchez, M.G., D-19 Szajnbok, M., A-39, C-41,
C-42, 0-19 Veiga, J.P.C., C-41, C-42
F. A4chitettu4a-Napo.ti (Itália)
F.Sci.Tech. Behancon (F4ança)
Dahan, M., B-27
F.Sci. Tech. La Bou.toie (F4ança)
Balbi, J., B-19 Kharrat, B., B-19 lecoanet, H., B-19 Pernin, J., B-19
F. E. Bau4u Fernandes, J.C., C-5
FEIS/UNESP Ara to Jr., A., D-22 Quirino, J.P., D-24
F. E. P01t.to I POII..tuga.tl
Delgado, R., D-25 Martins, R., D-25
F.E. Souza. Ma.~que~ Couto, P.R.G., B-20 Silveira, T.L., B-20
FEUP Dinis, L.M.J.S., B-17
F. Medi.c..ina./USP Naki ri, K., C-20 Suzuk i, T., C-20 Verginelli, G., C-20 Zerbini , E.J., C-20
FURNAS Maneschy, J.E.A., D-4
IAE/CTA Augusto, E.A., B-37 Bello, E.M., C-35 Correa, R., C-34 Damanet, P., C-35 Sato, A., B-37 Sorensen, S.B., C-35 Vetterle, J.F., A-16
IEN L i ma, M. A. , B- 9
IME Santos, R. S., D-29 Thompson, C. A., A-8
Impe~~a.t Cottege I I ngta..te~~a.)
Balthazar, J ., B-10 Culver, L.E., B-10 Radon, J., B-10
INMET Souza, Y.M., A-3
INMETRO Araujo, M.A .N. , C-6
INPE Cardoso. H.P., A-23 Kuga, H. K., B-39 Lourenção, P.T.M., B-36
X
Oliveira Filho, O.B., A-23 Ri os Neto, A., B-39 Tavares, S. A., B-36 Venkataraman, N.S., A-23
Iowa. S.U. I USA)
IPEN Baptista Filho, B.D., A-2,
A-38, A-40 Bassel, W.S., D-15 Diegues, J.A.O., 0-15 Faya, A.J., 0-30 Maiorino, J. R., D-30 Paula, H.M., 0-27
I PqM Camelier, I. A., B-35
ITA Al-Qureshi, H.A., C-34 Al tman, W., B-31 Castro, P.R., A-32 Fernandes, E.C., A-16, A-32 F 1 o r e s , P . T. , B- 31 Saboya, S.M., A-15
NUCLEN Cutrin, J.H . C., D-3 Elfmann, W.W., 0-16 Ferrari, L.D.B., 0-16 Sterkel, H.P., 0-2, 0-3
PETROBRÃS Caetano Filho, E., A-11 Pedrosa Jr., O.A., A-29
Pot~.tecn~co d~ To~no I I .táUa.l
Socio, L.M., A-12, A-18
PUC/RJ Almeida, C. A., D-1 Ballvé, H., A-34 Bevilacqua, L., B-32, 0-6 Braga, C.V.M., A-41 Carajilescov, P., A-34, A-41 Costa, H.B., B-24 Costa Filho, P.A., 0-7 Oarwish, F.A.I., B-12, B-24 Dumont, N.A., B-30, 0-34 Fernandez, E. F., A-34
Freire, J . L.F., B-6, B-22, B-25
Frota, M. N., A-27 Gama, R.M.S., D-31 Ghavami, K., C-18 Graça, M.C., A-34 Lage, J.D., B-6 Marchesin, D., A-33 Maues, J.A., A-3 Muller, A., B-32 Napoleão Filho, J., D-34 Orlando, A.F., A-3 Ouro, C. R., B-24 Paes-Leme, P.J., A-33 Pereira, L.C., B-12 Rosas e Silva, R., B-33 Saboya, F.E.M., A-15, D-31 Sampaio Filho, R., A-5, A-33 SeQenreich, S.A., D-7 Stramandinoli Jr., A., B-30 Vargas, A.S., D-33 Vieira, R.D., B-6, B-22 Villas-BÕas, F.A.M., D-6
S~d. N.S. Apa~ecida Amaro, J.P.M., C-32 Gonzalez, G., C-32 Jeszensky, G., C-32 Kaji ta, T., C-32
Stan6o~d Un~ve~~ty (USA)
Moffat, R.J., A-27 Tavares, G.A . , D-37
THV - VMmlltadt (Alemanha)
Das, M.K., C-8 Taylor, S . , D-18
U. o6 Ca~~o (EgUol
Hassan, S. D. , B-38
U. Cametino (I tã.Ua)
XI
UFBa Gesteira, C.S., D-12
UFES Amaral, P.F.S., C-15 Pinto, B.G.M., C-15 Sacinelli Filho, M., C-15
UFMG Paula e Silva, E.M., B-11
UFPa Rendeiro, G., A-1
UFPb Arruda, J.R.F., C-39 Cunha, J.C.S., B-25 Vasconcelos, H.F., D-lB
UFPe Brito Filho, J.P., A-7 Feitosa, E.A.N., C-17 Fraidenraich, N., A-7 Mesquita, N.G.M., C-33 Verçosa, C.A.M., B-18
UF/Piaul. Fonseca Neto, J.D., D-17
UFRGS Awruch, A.M., A-30 Creus, G.J., D-26 Groehs, A. G., D-26
UFRJ Oliveira, A.R.E., C-1
UFRN Aquino, E.M.F., C-12 Medeiros, J.T.N., C-29
UFSC Altafini, C. R., A-9 Amaral, R., C-30 Back, N., B-34, D-22 Barcellos, C.S., D-9, D-21,
D-24, D-28 D-38 Bento Filho, A:, D-21 Bez, . u.N., C-7 Blass, A., B-1, B-8 Buschinelli, A., B-14 Damian, J.M., D-38 Ferreira, A.C., C-33
Ferreira, R.T.S., A-9, A- 3 1 Gerges, S . N. Y., C-6, C-7 lima, J.A.S., A-4 linsingen, I., A-31 May, W., B-14 Moro, N., B-1 Nicolau, V.P . , A-26 Pereira Filho , H.V., A- 26 Pereira, l.T. V. , B-34 Philippi, P.C., 0-32 Rosa, E., B-18, 0-9 Schneider, C.A., A-4 Scotti, A., B-14 Snoeijer, B., C-30 Zanini, J.C., C-22
UF/S. Ca.IL!ol> Cintra Filho, J.S., A-25 Rachid, M., B-28
UF/UbeiL!iind.i.a. Cruz, C., C-21 Gomide, H.A., B-4, B-23 Lêpore Neto, F. P., C-36,
c- 38 Raslan, A.A., B-11 Ribeiro, C. R., C-41 Smith Neto, P., B-7 Steffen Jr., V., C-2, C-27
U. F!La.nc.he (FILa.nça.)
lecoanet, J., C-27
Owen, R. , 0-25
U. LagoA (N.(.gÜ.i.a.)
U. UveiLpool (I ng la.teiLILa.)
Sutcliffe, J . , 0-23
XII
U. Na.c.. Ingen.(.e~a. (Pe!Lu)
luque, A.l., A-37
U. Na.pol.(. ( ItáUa.!
Angel.illo, M., 0-39 Oodaro, L., 0-39
UnB Malik, R.A . , C-40 Neves, F.J.R., C-10 Rodrigues, J.l.A.F., 0-28, 0-38 Ruiz, A. I., C-8
UNESP, Gua.ILá Murei a, N., A-14
U. New BILunAw.(.c.k (Ca.na.dá!
laPlante, M., A-6 lenard, J . G., B-2 Souza, A.C.M., A-6 Venart, J . E. S., A- 6
UNI CAMP Almeida, N., C-31 Bresciani Filho, E., C-31 Ismail, K.A.R., A-14 Konuk, A. A., A-38, A-40,
0-27 liu, C.Y., A-14 lunazzi, J.J., C-21 Mesquita Neto, E., C- 25 Nery, F . A. C., C-31 Pederiva, R., C-14, C-16 Rodrigues Filho, F., C-16 Rosãrio, J.M., C-24 Sollero, P., C-28 Stavropoulou, K., C-37 Szajner, J., C-37 Weber, H.I., C-14, C-16, C-24,
C-25, C-36, C-37, C-38
u. P!Lovence ( FILa.n ça.l
U. o6 R.i.yadlt ( Allâb.ta SaudLtal
Asfar, O. R., B-38 Athel, S.A., B-38, 0-20 El-Naschie, M.S., D-20
U. Stuttgailt ( A.e.e.manha}
Wollth.i.ngton Costa, F. A., B-25
....
APROVEITAMENTO E CONSERVAÇAO DE ENERGIA
A-1 Coletor solar com leito de grés do Parã, Rendei~o. G. (UFPa) .....•....
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A eficiência térmica de coletores planos de energia solar, Bapti~ta Filho, B.V., ( IPEN) ................ .
Bennett correlation for analyzing avail­ able data in Brazil - Validation and analysis of model, Mauu,J.A.(PUC/RJ), O~lando,A.F. (PUC/RJ),Souza,Y.M. (INMET)
Desenvolvimento de uma unidade de medição de ener-gia eÕlica, U.ma,J.A.S.,Sc.hneide~. C.A.(UFSC) ..•............
Modelo da capilaridade para a anãlise da secagem,Luiz,A.M. (COPPE) ,Sampaio Filho, R. (PUC/RJ) ..... . ...•.....
Perdas de calor em tanques de estocagem, Souza,A.C.M.,LaPlante,M., V ena~t,J.E.S. (U.New B~un~wic.lz, Canadá) ...... .
Simulação da transferência dinâmica de calor entre o meio ambiente e um recinto, B~ito Filho,J.P.,Ftaiden~aic.h,N. (UFPe)
ESCOAMENTOS COMPRE:SSIVEIS E BIFAsiCOS
Escoamento suoersôn1co em tubeiras, Thomp~on,C.A. (IME) ...... .
Simulação do escoamento compressível de gases através do escoamento de ãgua com superfície livre, Alta6ini,C.R.,Fe~~ei~a. Tl..T.S.,(UFSC) ..........•..
SESSAO A -1
83
97
A-10
A-11
A-12
A-13
A-14
XVI
On the deter•ination of the resonance frequency of a Hel•holtz resonator with variable section neck, Za.b~ano,W.(U.d~ Ch.il~) ...••..•.••••.•..
Diffusion iri Poiseuille and Couette flows of binary mixtures of incompressible newtonian fluids,Ca~~ano F.ilho,E.(P~o­ bl!.âll) ,Qa.súm,R. Y. (COPPE) •....••••
Two-phase flow and heat transfer in cavi­ ties,Soc.io,l.M. (Pot.i~~cn.ico d.i To~.ino, Ga66~,G.(U.Cam~~.ino,I~ât.ia) •..••
On the Davies-Taylor equation for the fluidization bubble, K.in~yli,S.,Q.allll.im,R. Y.,(COPPE) .••••..••..•..•
Estudo analitico experimental com tubos de calor, lllma.il,K.A.R.(UNICAMP),l.iu,C.Y. (UNICAMP),Mu~c.ia,N. (UNESP,Gua~â) •..•.
TRANSFEReNCIA DE CALOR POR CONVECÇAO
A-15
A-16
A-17
A-18
A-19
Transfer coefficients for plate fin and elliptical tube heat exchangers, Saboya, S.M.(ITA),Saboya,F.E.M. (PUC/RJ) ....
Coeficientes de transferência para o es­ coamento turbulento entre placas planas paralelas, V~~~~~l~,J.F.(IAE-CTA), F~~nand~li,E.C.(ITA) .•.....•••
Combined free and forced laminar convec­ tion in inclined rectangular channels heated from below and cooled from above, A~.inli~~~,V.A.,B~tto-Och~nd~,F.L. (U.Lagoll, N.igi.ual .•.........•.....
Slow forced and free convection in inclined channels, Soc.io,l.M.(Pol.i~~cn.ico d.i Touno) ,M.ill.ic.i, L., Polzon~~t.i,A. (U. Cam~uno,I~âl.ia) ..•.......•
Free convection between horizontal cylinders in water at low temperature, VIUA~Wt, P., R o b.illa~d, L., Sh~~al!., 8. C. (E.Poly~~chn.iqu~ d~ Mon~~~al,Canadâ) •
109
115
125
133
145
153
163
173
183
193
A-20
A-21
A-22
XVD
Thermal response of a mass of fluid to a constant cooling rate applied on its boundaries, Rob.U.laiLd,L.,Va~>~>e.uJr.,_P. (_E. Polyte.chn~que. de. MontJr.e.al, Canada) •.
Incremento en la capacidad convectiva me­ diante vibraciones inducidas por el flujo, Fe.Jr.nande.z-Zaya~>,J.L. (UNAM, Mêx~co) ·
Similarity flows between a rotating and a stationary disk; Buchmann,J.H.,Qa~>~>~m, R. Y., (COPPE) ............. .
203
213
225
A-23
A-24
A-25
A-26
A-27
A-28
Thermal resistance of a convectively cooled plate with applied heat flux and variabl·e internal heat generation, Ve.nRataJr.aman,N.S.,CaJr.do~>o,H.P.,Ol~ve.~Jr.a F~lho,O.B., (INPE)
Sensor dinâmico de temperatura, Re.hde.Jr., O.A. (EESC-USP) ........... .
Modelos axisimetricos na descrição do cam po de flutuações de temperatura e no câl7 culo da difusividade térmica turbulenta, C~ntJr.a F~lho,J.S. (UF/São CaJr.lo~>) ....
Modelo matemático para o cálculo de escoa mento turbulento interno, N~colau,V.P., - Pe.Jr.e~Jr.a F~lho,H.V., (UFSC)
Advances in triple hot-wire technique for measurements of turbulence structure, FJr.ota,M.N. (PUC/RJ),Mo66at,R.J.(Stan6oJr.d U. ,USA) ................. .
A escolha do sistema de coordenadas na so lução de problemas de fenômenos de trans7 porte, MaJr.t~n~>,R.M.,M~l~tze.Jr.,J.,(EPUSP) . .
233
245
253
263
273
287
xvm
A-29
Hydrodynamic aspects of a floating wave­ breaker, H.i.Jr.a.ta.,M.H. (COPPE), PedJr.o~a. JJr.., O.A. (CENPES/PetJr.obJr.iÜ) ........ .
Fluxo não estacionãrio em redes de rios ou canais, Aw~r.u.ch,A.M. (UFRGS) .....
Anãlise do escoamento junto a ressaltos em canalizações, L.i.n~.i.ngen,I . ,FeJr.Jr.e.i.Jr.a., R. T. S. , ( UFSC) . . . . . . . . . . . . . .
Anãlise do escoamento em grades lineares, Ca.~tJr.o,P.R.,FeJr.na.nde~,E.C., (ITA) ....
Transients in pipes, Ma.Jr.che~.i.n,V.,Pa.e~­ -Leme,P.J.,Sa.mpa..i.o F.i.tho,R., (PUC/RJ)
Medidas de pressão estãtica e perda de carga do escoamento em um feixe de sete barras com espaçadores helicoidais, GJr.a.~a.. M . C.,Ba.ttvê,H.,FeJr.na.ndez,E.F.,Ca.Jr.a.j.i.te~cov, P., (PUC/RJ) .............. .
299
309
319
331
341
355
A-35
A-36
A-37
A-38
Design and construction of a new rotating combustion engine prototype, Lema.,J.M., (U.de Lo~ Ande~. Venezu.eta.) . . ...
Estudio sobre la influencia de la altura en los motores de combustion interna, Lu.qu.e,A.L., (U.Na.c.Ingen.i.eJr.Za., PeJr.u.) ...
Um novo método para cãlculos de perda de carga e transferéncia de calor em troca­ dores de calor de carcaça e tubos, Ba.pt.i.~ta. F.i.tho, B.V. (IPEN),Konu.~,A.A. (UNICAMP) .......... · · · · · ·
363
373
383
395
XIX
A-39 Um método para o projeto de fornos com o uso de computador, Baca~at,V.E. (E.E.Mauâl, Szajnbolt,M. (EPUSPI . . • . . . . . . . . • 405
A-40 Pro~eto de trocadores de calor por métodos numericos, Konuk,A.A. (UNICAMPI,Bapt~~ta FU.ho,B.V. (IPEN) • • • . • . • . • . • . 415
A-41 Simulação numérica do comportamento termo hidrãulico de geradores de vapor tipicos­ de usinas PWR, B~aga,C.V.M.,Ca~aj~le~cov, P.,(PUC/RJ)... . ........... 423
A-42 Um novo modelo para simulação de pressuri zadores de centrais PWR, Made~~a,A.A., - Ba~~o~o,A.C.O.,(CNENI ·. . . . . . . . . . 437
ANAl 5
8 1
ENGENHARIA MECANICA
PROCEEDINGS
PUC/RJ
GONÇALO RENDEIRO
PROF. COLABORADOR - DEPT9 DE ENG; MECÂNICA UFPa. - BELEM - PARÁ - BRASIL
SUMÁRIO Neste trabalho é apresentado um estudo teórico-experi­
mental do comportamento diário de um coletor solar com leito
de Grés do Pará para ~ins de secagem. O protótipo construido é composto de uma superfície absorvedora de pedra de 3 m2 de
superfície, isolada por um canal impermeabilizante de plásti co transparente, sendo utilizado ar como fluido de trabalho .
O protótino foi testado para diferentes condições diárias ' de insolação, temperatura ambiente e velocidade do vento.
Para as mesmas condições de insolação a comparação en­ tre os resultados obtidos pelo modelo desenvolvido e o prot~ tipo se mostraram em boa concordância.
SUMMARY In this work shows a theoretic-experimental analysis '
of the daily performance of a solar colector with stone bed (Grés do Pará) to dry pepper, cereals and special plants.
The prototype had a stone absorver suface, sealed with a cha nel of the transparent plastic, and the work fluid is air.
The prototype was tested to different daily conditions as
insolations, ambient temperatures and wind speeds.
For tbe sarne conditions of insolations, the comparison betwen. the results obtaines of the theoric-model and the pr~
totype were .considered satisfactory .
1. INTRODUÇÃO
Os sistemas de secagem de grãos em estufas com ar for­
çado ã temperatura ambiente ou aquecido de alguns graus me-'
diante um coletor solar simples é uma forma de secagem que '
tem demonstrado ser mais econômico que os outros sistemas de aquecimento comumente utilizados(!), tais como: queimador a
combustíveis fósseis ou aquecimento por energia elétrica .
O interesse principal é a verificação da possibilidade
de uso de tais coletores em sistemas de secagem em camadas '
de orodutos agrícolas, na região Amazônica, tais como: pime~
ta do reino, goma, patchoulli, etc.
O coletor solar desenvolvido tem a vantagem de absor-'
ver e armazenar a energia solar incidente, evitando assim
gastos adicionais com sistemas de estocagem e permitindo um
maior tempo de funcionamento.
O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um e~
tudo teórico-experimental de um coletor solar com leito de
Grês do Pará oara fins de secagem, utilizando ar como fluido
de trabalho.
A partir do balanço de energia no coletor, foram obti ­
dos um sistema de equações não lineares representando o com­
portamento térmico diário . A solução do sistema de equações'
foi obtido através de um programa automatizado de cálculo
via computador digital, cujos resultados teóricos foram com­
parados com os obtidos pelo protótipo construido .
2 . O MODELO TECRICO DO COLETOR
Considere o sistema mostrado na Fig . (1).
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3
O modelo matemático para simular o comportamento térmi
co do coletor-armazenador é realizado através de um balanço' de energia assumindo as seg4intes hipóteses :
(i) A temperatura do leito é uniforme em todo o seu comprimento.
(ii) O gradiente de temperatura no interior do leito '
de Grês do Pará com respeito a ordenada y é desnrezada, vis­ to que a relação b/y ser pequena.
(iii) A temperatura do ar que flui através do leito va ria somente com respeito ao comprimento Z do coletor .
(iv) As perdas de calor por radiação na superfície transparente são negligenciadas, em face da temperatura na referida superfície ser pequena .
2. 1 - BALANÇO DE ENERGIA PARA LEITO (Absorvedor) (Energia transmitida ao leito) = (Energia recebida ~e­
lo coletpr) - (Energia cedida pelo leito ao ar)
ou seja:
. Cm Cp) ·a e (t) dt
Ig(t)5 ctbdz - ~Ap . hc{e(t) - T(z)}
onde: m - massa do leito de Grês do Pará Cp - calor específico do Grês do Pará b - largura do coletor
dz - elemento infinitezimal de comprimento
I~(t) - radiação solar global numa sunerfície horizontal o - transmissividade da superfície transparente ~ - absortividade do Grês do Pará
· ~ - fração de vazio ou porosidade do leito
hc…