Influência da Vazão e Geometria da Região de Entrada Sobre a Eficiência Térmica Medida por um Calorímetro de Fluxo Contínuo de Água

Abstract

Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. Influence of Flow Rate and Inlet Geometry on the Thermal Efficiency of a Water Flow CalorimeterAbstract: The main aim of the present work is to analyze the influence of water flow rate and inlet geometry on the arc thermal efficiency of a continuous water flow calorimeter. The experimental procedure consists of varying water flow rate and testing three different calorimeter inlet seal geometries: straight seal, conical diffuser seal and seal with water flux obstacle. The experiments were designed and the results evaluated based in a one-factor statistical analysis of variance, in this case the inlet calorimeter water flow. The welding beads were deposited on low carbon steel pipes by Gas Metal Arc Welding -GMAW process, using the same parameters and welding time. The highest average thermal efficiency is 80.5% to water flow of 4 l/min, with a low statistical error, using the conical diffuser seal inlet geometry, whereas for smaller or higher flow rates the measured efficiency values were lower. The inlet with straight seal model shown all the arc thermal efficiency values with slightly lower numerical values compared with conical diffuser, while the seal with flux obstacle exhibited high statistical error.

Modelagem matemática da eficiência térmica da soldagem a arco elétrico utilizando redes neurais artificiais

“…Mantendo-se um fluxo com vazão controlada e constante no corpo do calorímetro, é possível extrair o calor da chapa, fazendo a temperatura da água se elevar. Então, conhecendo-se a diferença entre as temperaturas de entrada e saída da água, pode-se estimar a quantidade de calor que foi transferida da chapa para a água e, consequentemente, da tocha de solda para a chapa (Hackenhaar et al, 2016;Nasiri et al, 2014).…”

“…Visto que são conhecidos esses q dados, mas não se conhece a função ∆T(t), então é conveniente calcular a integral da Eq. ( 6) a partir da Soma de Riemann, como proposto por Hackenhaar et al (2016) dada por:…”

“…O corpo do calorímetro é feito de polioximetileno, possui duas divisórias, conforme Fig. 4, o que permite uma melhor troca de calor entre o corpo de prova e a água (Hackenhaar et al, 2016). As dimensões do corpo do calorímetro são: 475mm de comprimento, 150mm de largura, e 70mm de altura.…”

“…De fato, a eficiência do arco elétrico, também denominada eficiência térmica, rendimento térmico ou, simplesmente eficiência, é um dos parâmetros comumente utilizados para avaliar a soldagem, sobretudo no que diz respeito à quantidade real de calor transferida para o material que está sendo soldado, uma vez que se admite a existência de perdas de calor inerentes ao processo (Hackenhaar et al, 2016). Dentre outros exemplos, pode-se citar a eficiência como um fator relevante para calcular taxas de refrigeração e analisar as características da fusão (Stenbacka, 2013).…”