GuiaPraticaAleta

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GUIA DE PRÁTICA DE ALETAS 
Curso de Engenharia Mecânica U F M G Prática EMA103-01 
Responsável: Prof. Paulo Cesar da Costa Pinheiro Aluno: Turma: 
EQUIPAMENTOS DISPONIBILIZADOS PELO PROFESSOR 
Bancada de práticas de Aleta 01 Tomada de eletricidade 110V 01 
Medidor de Temperaturas 01 Termopares 02 
Régua, Paquímetro, cronometro 01 Software para HP48 Manual Software 01 
MATERIAIS DE PORTE OBRIGATÓRIO DOS ALUNOS 
 Guia de Prática 01 Calculadora Eletrônica Científica 01 
 Livro Texto: Incropera 01 Régua, Lápis, Caneta, Borracha 01 
1) EXPLANAÇÃO TEÓRICA PELO PROFESSOR Tempo Previsto: 15 min 
2) MANUSEIO DO MATERIAL 
- Tomar os devidos cuidados com o manuseio do material, já que este apresenta componentes frágeis. 
- Proceder a montagem de modo a facilitar as medições. 
- Verificar se a tomada utilizada é para 110V. 
3) PROCEDIMENTO 
Fazer um esquema da montagem (croquis), colocando todos os equipamentos, e indicando todas as dimensões, materiais etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tempo Previsto: 10 min 
- Colocar água na caldeira até o nível recomendado. 
- Fechar a caldeira. 
- Conectar o dispositivo da aleta (processo) na caldeira. 
- Ligar a caldeira na tomada de 110V (CUIDADO!!!) . 
- Verificar e sanar a existência vazamentos. 
- Verificar o correto funcionamento do medidor de temperaturas e dos termopares. 
- Medir a temperatura dos vários pontos da aleta até o regime permanente. 
- Fazer um gráfico Temperatura x Tempo dos vários pontos da aleta. 
 - Colocar os valores obtidos no regime permanente no croquis acima. Tempo Previsto: 30 min 
 
3) ANALISE DE INCERTEZAS Tempo Previsto: 05 min 
 Medição de dimensões: Cálculo da Incerteza Combinada: 
 Medição de temperatura: 
 Medição de pressão: 
 Medição de tempo: 
4) CÁLCULOS Tempo Previsto: 30 min 
Dados: 
Aço 1020 - Condutividade Térmica: 60,5 W/m.K 
Temperatura do Ar Ambiente: 
Temperatura de filme: (Tw+T∞)/2 = 
 Ar - Prandtl: Pr = 0,72 
- Condutividade Térmica: k = 
- Viscosidade cinemática: ν = µ / ρ = 
- Difusividade Térmica: α = k / ρ Cp = 
 
αν
β
.
)( 3LTTg
Ra ambwL
−
= 
L
kNuh LC = 
 
 
 
Coeficiente de Transmissão de Calor por Convecção Natural (cilindro “gordo” vertical): 
Para 10-1 < RaD < 1012, e para Pr = 0,72: Nu = (0,825 + 0,325 Ra1/6)2 
 
 
Coeficiente de Transmissão de Calor por Convecção Natural (cilindro horizontal): 
( )[ ]
2
27/816/9
6/1
Pr/559,01
387,060,0








+
+= DD
RaNu 
 
 
Cálculo do Perfil de temperaturas na Aleta Cilíndrica: 
kA
Ph
m = 
 
( )
( )Lm
xLm
TT
TT
ambbase
amb
cosh
)(cosh −
=
−
−
 
 
 
 
 
 
T1 = 
 
T2 = 
 
T3 = 
 
T4 = 
 
T5 = 
 
T6 = 
 
Inserir os valores calculados no gráfico tempo x temperatura. Plotar a banda de Incertezas. 
 
Cálculo da quantidade de calor trocada pela Aleta: 
)(tanh)( mLAkhPTTq Cambbasealeta −= 
 
 
 Cálculo da Eficiência da Aleta (razão entre o calor real transmitido pela aleta e o calor transmitido se toda aleta estivesse à 
temperatura da base). Para uma aleta cilíndrica com ponta isolada: 
Dk
hL
Dk
hL
2
2
4
4tanh
=η 
 
 
 Cálculo da Efetividade da Aleta (Razão entre o calor transmitido pela aleta e o calor transmitido pelo objeto se ele não 
possuísse aletas): 
Pk
Ah
mL
eff )(tanh= 
 
Calcular a distribuição da temperatura e fluxo de calor pelo método gráfico 
Inserir os valores calculados no gráfico tempo x temperatura. Plotar a banda de Incertezas. 
5 CONCLUSÕES Tempo Previsto: 10 min 
- Comparar os resultados experimentais com os resultados teóricos. Analisar as diferenças. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Descrever as dificuldades encontradas na prática. Sugestões para o aperfeiçoamento desta prática serão bem-vindas. 
 
 
 
 
 
 
 
- Conclusões: o que você aprendeu que não estava nos livros, ou foi ensinado em sala de aula, que você teve que descobrir, 
(criar, imaginar, “chutar” etc), para chegar ao resultado final? 
 
 
 
 
 
 
 
RECOMENDAÇÕES FINAIS 
- Após o ensaio, desligar toda a instrumentação, a eletricidade e vazão de água. 
- Esgotar a água da caldeira 
- Desligar a iluminação ao deixar a sala. 
Estabelecida por: Prof. Paulo Cesar C. Pinheiro Estabelecida em 08/08/2005 Revisada em:26/11/2012 
 
Referências: 
[1] HOLMAN J.P. Experimental Methods for Engineers. McGraw-Hill, New York, 1994, 616p. 
[2] INCROPERA, Frank P., de WITT, David P.; Fundamentos da Transferência de Calor e de Massa; Editora Guanabara 
Koogan S.A.; Rio de Janeiro, RJ, 1992, 671p 
[3] KERN, Donald Q. Processos de Transmissão de Calor. Rio de Janeiro, Ed. Guanabara Dois, 1980, 671p.