Atividade 5: aplicar cargas térmicas

Nesta atividade, como no estudo anterior, você assume que a parede interna da tubulação é a mesma temperatura que a água que está fluindo. Você também assume que a taxa de fluxo é alta o suficiente para que a alteração da temperatura da água seja insignificante ao longo do radiador. As barbatanas, no entanto, perderão calor para o ambiente por convecção natural e por radiação. É importante fazer as mesmas suposições para garantir uma comparação válida.

Nesta atividade, você

Aplique uma carga térmica às faces internas da tubulação para representar o calor da água de 75 C que flui através delas
Aplique uma carga térmica às aletas para representar o calor irradiando da tubulação quente através das aletas e para o ambiente
Aplique uma carga térmica às aletas para representar a perda de calor, por convecção, ao ambiente
Detecte automaticamente os conjuntos de contatos e utilize as configurações padrão.

*Novo modelo de simulação (esquerda). Modelo de simulação com cargas aplicadas (direita) *.

Pré-requisitos

A atividade 4 foi concluída.

Passos

Abra a caixa de diálogo Cargas térmicas e Selecione todas as faces somente da tubulação, prontas para aplicar uma carga térmica para simular a água quente dentro da tubulação.
1. No navegador, expanda o Componentes do modelo.
2. Clique no ícone ao lado de Arestas para ocultá-las.
3. Clique no ao lado de Tubulação para torná-lo visível.
4. Clique na face DIREITA do ViewCube para ajustar a orientação da tubulação.
5. Clique no (Espaço de trabalho de simulação > guia Setup > painel Cargas > Cargas térmicas para abrir o diálogo Cargas térmicas.
6. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, confirme se o Tipo de carga é Temperatura aplicada.
7. Clique no ícone Selecionar todas as faces para que você possa selecionar todas as superfícies de tubulação e, a seguir, clique na tubulação.
Desmarque as faces externas da tubulação, de modo que a carga térmica seja aplicada somente às faces internas da tubulação.
1. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, clique no ícone Selecionar todas as faces para desativá-la para que você possa utilizar a seleção padrão para desmarcar as faces externas da tubulação.
2. Clique com o botão esquerdo do mouse na direita e acima do modelo e arraste uma seleção de janela sobre as arestas no lado direito do modelo.
  Nota: É importante puxar a janela de seleção para a esquerda para desfazer a seleção de superfícies corretamente.
Aplique uma carga térmica de 75 C às faces internas da tubulação.
1. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, clique no Alterar unidades.
2. Selecione C na lista suspensa.
3. Altere o Valor da temperatura para 75 C.
4. Clique OK para aceitar a temperatura e fechar o diálogo.
Confirme se a temperatura correta foi aplicada às faces corretas da tubulação.
1. No navegador, expanda o Caso de carga1 e, em seguida, expanda o Cargas.
2. Passe o mouse sobre o Temperatura aplicada1 e clique no Editar. A temperatura aplicada é exibida e as 11 faces internas são realçadas em azul.
3. Clique em Cancelar para fechar o diálogo Cargas Térmicas.
Aplique uma carga térmica às aletas para simular a perda de calor para o ambiente por Radiação, em temperatura ambiente.
1. No navegador, em Componentes do modelo, clique no ao lado de Arestas para torná-las visíveis.
2. Clique no ao lado de Tubulação para ocultá-lo.
3. Se a orientação foi alterada, clique na face DIREITA do ViewCube.
4. Clique no (Espaço de trabalho de simulação > guia Setup > painel Cargas > Cargas térmicas para abrir o diálogo Cargas térmicas.
5. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, altere o Tipo de carga para Radiação.
6. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste uma janela em torno de todas as arestas, e confirme se 140 faces estão selecionadas.
7. Clique na seta para baixo diretamente acima do ViewCube para alterar a orientação, para que a parte superior das arestas aponte para fora da tela em direção a você.
8. Clique com o botão esquerdo na face do modelo à esquerda e acima do furo superior nas arestas e arraste uma seleção de janela sobre todos os furos. Observe que agora somente 84 faces estão selecionadas.
9. Deixe os valores padrão para Emissividade em 1 e Valor de temperatura ambiente em 293.15 K (20 C), e então clique em OK para aplicar o comando e fechar a caixa de diálogo.
Aplique uma carga térmica às aletas para simular a perda de calor para o ambiente por Convecção natural, em temperatura ambiente e com um Valor de convecção de 5 W /(m^2 K).
1. Clique na face DIREITA do ViewCube, para que você possa ver todas as arestas novamente.
2. Clique no (Espaço de trabalho de simulação > guia Setup > painel Cargas > Cargas térmicas para abrir o diálogo Cargas térmicas.
3. Na caixa de diálogo Cargas térmicas, altere o Tipo de carga para Convecção.
4. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste uma janela em torno de todas as arestas, e confirme se 140 faces estão selecionadas.
5. Clique na seta para baixo diretamente acima do ViewCube para alterar a orientação, para que a parte superior das arestas aponte para fora da tela em direção a você.
6. Clique com o botão esquerdo na face do modelo à esquerda e acima do furo superior nas arestas e arraste uma seleção de janela sobre todos os furos para selecionar as mesmas superfícies como na etapa anterior.
7. Deixe a temperatura no ambiente e altere o Valor de convecção para 5 W /(m^2 K).
8. Clique em OK para aplicar o comando e fechar a caixa de diálogo.
  
  Dica: Verifique o navegador para confirmar se todas as três cargas são exibidas. Confirme se as cargas térmicas nas aletas estão corretas, da mesma forma que você confirmou a tubulação.
Defina os contatos entre os corpos que compõem o modelo.

Nota: Como você está usando as configurações padrão, é possível executar a análise sem definir os contatos, e a simulação os calcularia automaticamente.
1. Clique no (Espaço de trabalho de Simulação > guia Configuração > painel Contatos > Contatos Automáticos, para abrir o diálogo Contatos Automáticos.
2. Clique em Gerar para aceitar o comando e fechar o diálogo.
  Todas as peças são coincidentes, portanto, a tolerância padrão é aceitável.
3. No navegador, clique no ao lado de Tubulação para torná-lo visível.
4. Clique no Vista inicial acima do ViewCube para retornar o modelo para seu tamanho e orientação originais.

Resumo da atividade 5

Nesta atividade, você

Aplicada uma carga térmica nas faces internas da tubulação para representar o calor da água de 75 C que flui através delas
Aplicada uma carga térmica às arestas para representar o calor irradiando da tubulação quente através das arestas e para o ambiente
Aplicada uma carga térmica às aletas para representar a perda de calor, por convecção, para o ambiente.
Detectou automaticamente os conjuntos de contatos e utilizou as configurações padrão.