Título
HEURÍSTICA DE CONCEPÇÃO: UM ESTUDO DE CASO SOBRE A ANÁLISE DA PERDA DA POTÊNCIA TÉRMICA EM FLUIDOS INCOMPRESSÍVEIS
Orientador(a)
Profª. Elisa Pinto da Rocha (Orientadora)
Prof. Matheus Ferreira de Barros (Coorientador)
Resumo
O objetivo do presente trabalho é criar e aplicar um método, utilizando as heurísticas de concepção, para reduzir o problema da perda da potência térmica em processos pertinentes à Engenharia Mecânica que envolvam fluidos incompressíveis.
O método proposto consiste em uma análise física do problema em questão a fim de obter os parâmetros termofísicos relevantes que o provocam. A partir desses parâmetros o engenheiro encontrará um conjunto de heurísticas que lhe dará possíveis caminhos para resolução do problema.
Neste trabalho, foram consideradas as perdas da potência térmica de um processo por meio da convecção e da condução. Para mostrar a utilização e a coerência da metodologia, tomou-se como escolha três heurísticas ligadas à condução térmica, modificar a parede da tubulação para multicamadas, utilizar um revestimento com a propriedade desejada e utilizar materiais porosos.
Viu-se que com a utilização de multicamadas é possível unir materiais com propriedades e espessuras diferentes para se obter uma parede com uma maior resistência térmica. Além disso, as limitações encontradas por um material podem ser sanadas. Outra maneira de se reduzir a perda térmica é utilizando isolantes feitos de materiais porosos, já que a condutividade térmica deste tipo de material é baixa comparada aos isolantes convencionais. As soluções obtidas a partir das heurísticas escolhidas neste trabalho foram corroboradas com resultados encontrados na literatura.
Abstract
The objective of this work is to create and apply a method, using design heuristics, to reduce the problem of loss of thermal power in processes related to Mechanical Engineering involving incompressible fluids.
The proposed method consists of a physical analysis of the problem in order to obtain the relevant thermophysical parameters that provoke it. From these parameters the engineer will find a set of heuristics that will give him possible ways to solve the problem.
In this work, the thermal power losses of a process were considered by convection and conduction. In order to show the use and the coherence of the methodology, three heuristics related to the thermal conduction were chosen, to modify the wall of the pipe for multilayers, to use a coating with the desired property and to use porous materials.
It has been seen that with the use of multilayers it is possible to join materials with different properties and thicknesses to obtain a wall with a higher thermal resistance. In addition, the limitations encountered by a material can be remedied. Another way to reduce thermal loss is to use insulators made of porous materials, since the thermal conductivity of this type of material is low compared to conventional insulation. The solutions obtained from the heuristics chosen in this work were corroborated with results found in the literature.
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