dc.creator |
CAROLLO, Luís Felipe dos Santos |
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dc.date.issued |
2016-02-16 |
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dc.identifier.citation |
CAROLLO, Luís Felipe dos Santos. Aplicação de Diferentes Intensidades de Fluxo de Calor para a Estimação Simultânea de Propriedades Termofísicas de Materiais Metálicos em Função da Temperatura. 2016. 91 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2016. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/428 |
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dc.description.abstract |
Apresenta-se neste trabalho um método para estimar simultaneamente, em função da temperatura, a condutividade térmica, λ, e a capacidade de calor volumétrica, ρcp, de amostras de Aço AISI 1045 e Aço Inoxidável AISI 304. O modelo térmico utilizado é baseado na equação da difusão unidimensional transiente considerando propriedades térmicas constantes para variações de até 5 °C. Neste método as propriedades são determinadas de forma simultânea utilizando um mesmo experimento. A bancada experimental consiste em uma montagem simétrica para minimizar os erros na medição do fluxo de calor, onde a amostra é colocada entre um aquecedor resistivo e um isolante. Devido a necessidade de variar a temperatura inicial, a montagem é inserida em uma estufa. Com o intuito de reduzir as perdas de calor por convecção, a montagem foi completamente isolada com placas de fibra cerâmica. Além disso, a amostra possui espessura muito pequena quando comparada as suas outras dimensões e o período de realização do experimento é pequeno. O modelo considera um fluxo de calor constante na superfície superior da amostra e condição de isolamento na superfície oposta, onde a temperatura é medida por um termopar tipo T. Desta forma, a estimação das propriedades é realizada baseando-se nos coeficientes de sensibilidade, definidos pela primeira derivada parcial da temperatura em relação ao parâmetro analisado, multiplicado pelo parâmetro analisado. Baseando-se nesta análise, duas intensidades de fluxo de calor foram utilizadas: a maior intensidade foi aplicada no começo do experimento para aumentar a sensibilidade para estimar λ, e a menor intensidade no restante do experimento para garantir sensibilidade para a estimação do ρcp. Para estimar as propriedades, uma função objetivo definida pela diferença ao quadrado da temperatura experimental e numérica mais o quadrado do erro sistemático gerado pela resistência térmica foi minimizada aplicando-se a técnica de otimização BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno). A temperatura numérica foi obtida pela solução do modelo térmico proposto aplicando-se o método das diferenças finitas com formulação implícita. Além disso, uma análise de incertezas foi realizada com o objetivo de garantir a qualidade dos resultados obtidos. Nesta análise, a resistência térmica de contato, o erro do termopar, o erro da aquisição de dados, dos multímetros, do método de otimização, entre outros, foram analisados. As propriedades estimadas e a análise de incertezas estão em acordo com a literatura. |
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dc.language.iso |
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dc.title |
Aplicação de Diferentes Intensidades de Fluxo de Calor para a Estimação Simultânea de Propriedades Termofísicas de Materiais Metálicos em Função da Temperatura. |
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dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.place |
Itajubá |
pt_BR |
dc.pages |
91 p. |
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dc.keywords.portuguese |
Propriedades térmicas de metais |
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dc.keywords.portuguese |
Condução de calor |
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dc.keywords.portuguese |
Otimização |
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dc.keywords.portuguese |
Coeficientes de sensibilidade |
pt_BR |
dc.keywords.portuguese |
Incertezas |
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dc.keywords.english |
Thermal properties of metals |
pt_BR |
dc.keywords.english |
Heat conduction |
pt_BR |
dc.keywords.english |
Optimization |
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dc.keywords.english |
Sensitivity coefficients |
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dc.keywords.english |
Uncertainty |
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dc.orientador.principal |
LIMA E SILVA, Sandro Metrevelle Marcondes de |
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dc.orientador.coorientador |
LIMA E SILVA, Ana Lúcia Fernandes de |
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dc.place.presentation |
Universidade Federal de Itajubá |
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dc.pg.programa |
Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.pg.area |
Conversão de Energia |
pt_BR |
dc.date.available |
2016-04-12T18:29:32Z |
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dc.date.accessioned |
2016-04-12T18:29:32Z |
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dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
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