Transferência de calor no resfriamento por jato d'água de uma peça de aço

Abstract

Esse trabalho analisa a condução e a convecção que ocorrem no resfriamento, por jato d’água na temperatura e pressão ambientes, de uma peça de aço em forma de anel inicialmente a uma temperatura uniforme de 170ºC. A condução acontece em regime transiente e o problema é abordado teoricamente, com simplificações, através do modelo de parede plana com convecção. Termopares são utilizados para medir as temperaturas durante o processo, gerando dados que são aplicados no modelo utilizado e que resultam em um coeficiente de transferência de calor por convecção estimado em torno de 8500 W/m2K. Obtidos os parâmetros do processo, o problema é resolvido analiticamente e os resultados são comparados com os valores encontrados nos ensaios, mostrando boa aproximação.

This work presents an analysis of the conduction and convection that takes place during the cooling of a steel SAE1020 ring, initially at a uniform temperature of 170ºC, by water jet at ambient pressure and temperature. The theoretic approach used to simplify and treat this transient conduction problem is the model of plane wall with convection (or slab with thickness 2L). Thermocouples are used to measure the temperatures during the process, generating data that are applied to the proposed model and resulting in a convection heat transfer coefficient of about 8500 W/m2K. With the obtained parameters, the problem is analytically solved and the results are compared with the values found in the tests, showing a good approximation.