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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4704
Tipo: | Monografia |
Título: | Cálculo da condutividade térmica em um problema de condução do calor |
Autor(es): | Vilcent, Wedson |
Primeiro Orientador: | Borges, Pedro Augusto Pereira |
Primeiro membro da banca: | Petry, Vitor José |
Segundo membro da banca: | Reichert, Janice Teresinha |
Resumo: | Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo, o desenvolvimento de um método teórico-experimental para calcular a condutividade térmica de placas de madeira (MDF). Para tanto, foram realizados dois experimentos no Laboratório de Educação Matemática da UFFS/Chapecó (LEM), com medições de temperatura através de um Sistema de Aquisição Eletrônica de Dados (SAED), para os problemas de determinação da difusividade e da condutividade térmica, ambos modelados com a equação do calor unidimensional, com condições de fronteira variáveis de primeira espécie. No primeiro, o termo fonte da equação diferencial foi considerado nulo e no segundo, considerado ativo e localizado no centro da placa. A difusividade e a condutividade térmica foram obtidas resolvendo numericamente os problemas direto, pelo Método das Diferenças Finitas, com esquema de interpolação implícito e o inverso, através do Método Procura em Rede. As soluções foram implementadas computacionalmente em programas próprios, desenvolvidos no software SCILAB. O valor da difusividade térmica, obtido inicialmente, foi utilizado para determinar o termo fonte da equação do calor, no problema inverso. Com base em dados experimentais de diferentes regimes de funcionamento da fonte de calor (resistência elétrica), foi elaborada uma função para o cálculo da potência dessa fonte. Com esses dados, foi possível calcular a condutividade térmica das placas, cujo valor mostrou-se da mesma ordem de grandeza de condutividades de outras madeiras disponíveis na literatura. |
Abstract/Resumen: | This end-of-study thesis aims to demonstrate the development of a theoretical and experimental method designed to calculate the thermal conductivity of tightly packed wooden planks. In furtherance of this objective, two experiments were conducted at the Mathematics education laboratories at UFFS / Chapecó (LEM). Both experiments measured temperature through an electronic data acquisition system (EDAS). Considering issues related to the determination of diffusivity and thermal conductivity, both experiments were modeled on the one-dimensional heat equation, under conditions of various barriers of the first kind. First, the term heat source of the differential equation was considered null, and secondly it was considered active and located in the center of the board formed by the tight wooden planks. Diffusivity and thermal conductivity were obtained by solving the direct problems numerically, using the finite difference method, the implicit interpolation scheme and inverse, through the method of Procura em Rede. The solutions were found by using special computer programs developed by the Scilab program. The value of thermal diffusivity, obtained initially, was used to determine the term source of heat in the inverse problem. Based on experimental data of different operating regimes of the heat source (electrical resistance), we developed a function in order to calculate the power of this source. Using these data, it was possible to calculate the thermal conductivity of the boards, the value of which has been shown to be in the same order of magnitude of the conductivity of other woods available in the literature |
Palavras-chave: | Temperatura Condutividade térmica Calor Física Madeira |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
Sigla da Instituição: | UFFS |
Faculdade, Instituto ou Departamento: | Campus Chapecó |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4704 |
Data do documento: | 27-Jan-2021 |
Aparece nas coleções: | Matemática |
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