Resumo Expandido tcm 1 (4)

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IV Semana da Integração do Ensino, Pesquisa e Extensão da UFVJM 
Cultura, identidades e ambiente 
Diamantina - MG 
 
 
Aplicação da transferência de calor e massa na construção de churrasqueira 
multifuncional 
 
Vitor J. Leal*, Marcos S. Cunha, Charles W. Gonçalves, Marcos V.B.O. Sá, João V. Q. Santos, Hamiltom 
C.S. Filho, Joyce M. G. Costa 
 
1 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – UFVJM, Diamantina-MG 
 
*E-mail do autor principal: vitor.justus@gmail.com.br 
INTRODUÇÃO 
 Objetivou-se em construir uma 
churrasqueira multifuncional como protótipo 
capaz de executar a arte culinária do churrasco 
com eficiência durante todo seu processo. 
Solucionou-se a desidratação da carne, 
colocando-a sob vapor de água e adicionou-se na 
lateral da churrasqueira, um recipiente isolado 
termicamente para armazenamento das bebidas 
refrigeradas, proporcionando multifuncionalidade 
e praticidade. 
MATERIAIS E METODOS 
Visando evitar o processo de 
desidratação da carne, a mesma após assada 
ficaria sob um compartimento de água fervente ao 
invés do compartimento de carvão. Dessa forma, 
o reservatório com água será o responsável por 
manter a carne aquecida e hidratada. 
 Com um isolamento térmico eficiente que 
atua como barreira ao calor proveniente da 
queima do carvão e aquecimento da água tornou-
se possível ter agregado a este equipamento um 
espaço para manter as bebidas refrigeradas. 
 Tal isolamento age de acordo com a 
transferência de calor convectiva, onde a 
temperatura entre as superfícies cairá de acordo 
com um determinado coeficiente para cada 
material. 
 
1. Chapas de aço carbono 1,2 mm: 
 Baixo custo; 
 Boa Soldabilidade; 
 Resistencia a temperaturas 
elevadas; 
 
2. Manta térmica: 
 Coeficiente convectivo 
satisfatório; 
 Baixo custo; 
 Facilidade de obtenção 
 
3. Manta de fibra de vidro: 
 Boa resistência térmica; 
 Baixo custo; 
 Disponibilidade de mercado; 
4. Isopor: 
 Isolamento térmico; 
 Leve; 
 Baixo custo; 
 
Figura 1. Protótipo em solidworks 2015. 
 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Para o cálculo do fluxo de calor, 
considerou-se um regime permanente, fluxo 
unidirecional e as propriedades termofísicas 
constantes, desprezou-se a transferência de calor 
por radiação, e o fluxo de calor foi calculado do 
recipiente contendo o carvão até a parede do 
cooler e sem a presença do gelo, totalizando em 
três resistências térmicas. Para o compartimento 
do cooler foi utilizado três tipos de isolantes 
disponíveis no mercado. As temperaturas usadas 
para o cálculo foram medidas com o auxílio de 
um termômetro a laser. 
Tabela 1. Condutividade térmica dos materiais 
utilizados na construção da churrasqueira. 
 
 
 
Fonte: Incropera, 6ª ed. 2008. 
De acordo com INCROPERA (2008), o 
coeficiente convectivo da água líquida convecção 
natural encontra-se na faixa de 20 a 100 W/m².k. 
A partir desta faixa foi estimado um valor para o 
coeficiente convectivo (h) da água por convecção 
natural igual a 20 W/m².K. A partir dos dados 
obtidos foi aplicado a Equação 1 para obter o 
fluxo de calor. 
 
Com os dados apresentados na Tabela 1 
e através da Equação 1 obteve-se o valor de q 
igual 14,01 W. O valor do raio crítico (K/h) para o 
isolamento também foi obtido e foi o valor 
encontrado foi igual a 1,8 mm. 
A partir dos resultados observou-se que o 
valor ficou aquém do valor utilizado para a 
construção do protótipo, e o fluxo de calor 
máximo seria alcançado se fosse utilizado o valor 
de 1,8 mm de espessura de isolante. Na 
confecção do protótipo optou-se por uma 
espessura de 30 mm, sendo essa espessura 
acima do valor do raio crítico e, 
consequentemente, a transferência de calor tende 
a diminuir. 
 Para os testes do cozimento da carne na 
churrasqueira foi considerado o cozimento da 
carne regime transiente e resistência interna da 
carne não desprezível, ou seja, obteve-se um 
valor de Biot maior que 0,1, utilizando-se, 
portando, o método das cartas de Heisler. 
Calculou-se o tempo necessário para que o 
centro de um pedaço de carne com espessura de 
24 mm atinja a temperatura de 71º C (Portaria 
2619, 06/12/2011, ANVISA), e o resultado obtido 
foi igual a 37,5 minutos. 
CONCLUSÃO 
 Concluiu-se que, com o conhecimento 
adquirido na disciplina de Trasferência de calor e 
massa foi possível aplicar as equações de 
transferência de calor para regime permanente e 
transiente, além de quantificar o fluxo de calor do 
protótipo construído. Com a confecção do 
protótipo foi possível realizar testes e obter 
resultados satisfatórios auxiliando na 
funcionalidade de, problemas cotidianos. 
AGRADECIMENTOS 
 Agradecemos a Profª. Drª Joyce Maria 
Gomes da Costa, pelo incentivo e apoio durante a 
disciplina ministrada de transferência de calor 
massa, nos possibilitando a executar os 
aprendizados teóricos. 
REFERÊNCIAS 
 
1. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa - 7ª 
Ed. 2014. David DeWitt, Andrienne Lavine, Frank Incropera, 
Theodore Bergman. 
2.Incropera, F. P.,Dewitt, D.P.; Butler,Bergman, 
T.L.,LAVINE,A.S..Fundamentos de Transferência de Calor e 
Massa.LTC – Rio De Janeiro 6ª ed. 2008.