Assumindo a condição de estado estacionário unidimensional, uma vez que a rotomoldagem é um processo lento, o qual proporciona tempo suficiente para que as aletas fiquem nesta condição e utilizando a correlação de Churchill e Bernstein para Reynolds ente 100 e 1×107, temos que:
O valor encontrado de foi de 233,09 W/m2.K.
Com o valor de e dos valores de eficiência calculados para cada aleta, foi calculado a taxa de calor transferida para cada situação. Tabela 3
O valor máximo de transferência de calor em função do tamanho pode ser determinado pela resolução analítica das equações apresentadas anteriormente.
Utilizando a ferramenta solver do Microsoft Office Excel chegou-se ao tamanho máximo de aleta para a máxima transferência de calor, conforme a tabela 4.
Com os valores calculados anteriormente é possível estimar o tempo de redução de forno para cada situação, conforme apresentado na tabela 5.
Nota-se pela tabela 5 que praticamente não há diferença significativa na redução de tempo entre as aletas de 8,25; 10,0 e 14,55; e portanto o uso de qualquer uma delas produzirá na prática o mesmo resultado.
Conclusão
A partir dos resultados obtidos, conclui-se que, para o caso estudado, o uso de aletas de 10 cm, permite uma redução de tempo de forno de 20,16% ou 2,52 minutos.
Foi possível também obter um aumento de espessura de parede de 28,5%. Em algumas aplicações na indústria de rotomoldagem, esse aumento de espessura tem grande valia, pois pode ser aproveitado para aumento de resistência em pontos específicos das peças.
O uso de aletas ou superfícies estendidas se mostrou de fácil instalação e baixo custo de manutenção, indicando que o mesmo pode ser utilizado como uma alternativa para o aumento de transferência de calor e de redução do tempo de ciclo.
O autor agradece à empresa e ao Gerente Industrial Engº Adriano Persona M. Gomes pela oportunidade e pela disposição de materiais e espaço para a condução do estudo.n
O Autor
Celso Dias Madureira é graduado em Engenharia Química pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
Celso Dias Madureira é graduado em Engenharia Química pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), pós-graduado em Gestão em Refino de Petróleo, Petroquímica e Biocombustíveis pela Funcefet e atualmente é mestrando em Engenharia Química pela Universidade Federal de Alfenas (Unifal), Campus Poços de Caldas-MG. Trabalhou como engenheiro químico junior entre 2007 e 2008 na empresa CBA do grupo Votorantim. De 2008 a 2009, atuou como engenheiro de projetos/consultor na área de eficiência energética da Figener. De 2009 a 2010, operou como engenheiro de projetos na Desga Ambiental, voltando à Figener para o período de 2010 a 2015 como coordenador de projetos/consultor na área de eficiência energética. Desde 2015, tornou-se docente no departamento de Engenharia Química do Instituto Federal do Sul de Minas Gerais, campus de Pouso Alegre. n
Referências
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POLITENO – Apostila Técnica de Rotomoldagem, São Paulo, p. 7, 2003.
HOLMAN, J. P. – Transferência de Calor; Tradução: Luiz Fernando Milanez; São Paulo, McGraw-Hill do Brasil, p. 40-47, 1983.
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