[pt] A presente tese tem por objetivo o estudo teórico e experimental, seguindo
as boas práticas metrológicas, de um método baseado em uma fonte esférica de
calor para medição da condutividade térmica de líquidos, com foco em soluções
aquosas de etanol, e posterior determinação do teor de água da substância. O
estudo e o desenvolvimento de métodos de medição de condutividade térmica são
essenciais em diversas aplicações de engenharia, visto que, em consequência das
justificadas demandas atuais de economia e uso racional de energia térmica, a
transferência de calor com a máxima eficiência possível é de extrema relevância.
A medição do teor de água também é um relevante parâmetro em muitas áreas de
pesquisa e nos setores industriais, pois a quantidade de água nas substâncias
influencia vários processos físicos, químicos e biológicos. Contudo, a quantidade
de equipamentos disponíveis no mercado para a medição de ambas as grandezas
não é vasta. O método da esfera quente, em principio, é um método absoluto de
medição da condutividade térmica, o que significa que o sensor pode fornecer um
resultado sem ser calibrado. Porém, alguns parâmetros do modelo precisam ser
analisados isoladamente ou obtidos por meio de calibração. Embora haja alguns
estudos sobre este método, poucos têm os meios líquidos como foco principal.
Ademais, tais estudos não correlacionam a condutividade térmica do material com
o seu teor de água e nem realizam uma análise metrológica mais criteriosa, de
modo a determinar minuciosamente as incertezas de medição. A aplicabilidade do
método para medição da condutividade térmica e do teor de água das soluções
analisadas mostrou-se bastante satisfatória, pois os resultados obtidos neste estudo
apresentaram muito boa concordância com os valores propostos por vários
pesquisadores e com as medições realizadas no Inmetro por outros métodos. / [en] The aim of this thesis is the experimental and theoretical study, following
the good metrological practices, of a method based on a spherical heat source in
order to measure thermal conductivity of liquids, focusing on aqueous solutions of
ethanol, with later determination of the water content of the substance. The study
and the development of measuring methods of thermal conductivity are essentials
in several engineering applications, since as a consequence of the current justified
demands on saving and rational use of thermal energy, the heat transfer with the
maximum efficient as possible is of great relevance. The measurement of the
water content is also a relevant parameter in several research areas and industrial
sectors, since the quantity of water in the substances influences several biological,
chemical and physical processes. However, the amount of equipment available on
the market for the measurement of both quantities is not vast. The heated sphere
method, in principle, is an absolute one for the measurement of the thermal
conductivity, which means that the sensor may furnish a result without a
calibration. Nevertheless, some parameters of the model need to be analyzed
separately or obtained by means of calibration. Although there are some studies
on this method, few of them have liquids as the main focus. Moreover, these
studies do not correlate the thermal conductivity of the material with its water
content, and they do not perform a more careful metrological analysis in order to
determine the measurement uncertainties. The applicability of the method to
measure the thermal conductivity and the water content of the analyzed substances
proved to be satisfactory, because the obtained results of this study presented a
very good agreement with the values proposed by several researches and with the
measurements performed at Inmetro by other methods.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:22034 |
| Date | 16 September 2013 |
| Creators | JULIO DUTRA BRIONIZIO |
| Contributors | ALCIR DE FARO ORLANDO, ALCIR DE FARO ORLANDO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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