TÍTULO: DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA PARA MÁQUINAS DE CONFORMAÇÃO DE BOJOS DE SUTIÃ

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1 16 TÍTULO: DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE TEMPERATURA PARA MÁQUINAS DE CONFORMAÇÃO DE BOJOS DE SUTIÃ CATEGORIA: EM ANDAMENTO ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURA SUBÁREA: ENGENHARIAS INSTITUIÇÃO: FACULDADE ENIAC AUTOR(ES): RICARDO FREIRES JANUÁRIO ORIENTADOR(ES): EDILSON ALEXANDRE CAMARGO, THIAGO ALEXANDRE ALVES DE ASSUMPÇÃO

2 1. RESUMO Os bojos de sutiã são confeccionados nos mais variados tipos de tecido e cada um tem sua particularidade com relação à temperatura em que deve ser conformado. Este estudo visa desenvolver um novo sistema de controle de temperatura, já que o atual sistema indica leitura errada devido à temperatura ambiente influenciar diretamente na medição. Ao ultrapassar os 25 C, a leitura indicada não condiz com a temperatura real do material aquecido. O erro de medição ocorre a partir dos 26 C, pois o sistema apresenta um problema não mostrando a temperatura verdadeira. A escala máxima estabelecida para a correção foi de 50 C, onde tem-se 25 escalas e o valor total de erro é de 15 C, gerando assim, acréscimo de 0,6 C na leitura, para cada grau medido acima de 25 C, corrigindo a leitura. 2. INTRODUÇÃO Os sistemas térmicos envolvem troca de calor entre substâncias, onde existem três modos do calor fluir de uma substância para a outra: condução, convecção e radiação. Eles podem ser analisados em termos de resistência e capacitância, mas não podem ser representados com precisão como parâmetros concentrados, devido o calor ser distribuído, normalmente, entre substâncias. Para uma análise mais precisa utiliza-se modelos de parâmetros distribuídos [1]. A máquina de conformar bojo de sutiã trabalha com o sistema de transferência de calor por condução, onde uma resistência após aquecimento e transfere seu calor para o material que está em contato com a mesma, fazendo com que o material seja conformado. Devido onde está alocado o equipamento, a temperatura ambiente influencia no sistema de medição, necessitando o desenvolvimento de um sistema mais eficiente do que atualmente em uso. 3. OBJETIVOS Esse estudo tem como objetivo desenvolver um sistema de controle de temperatura mais eficiente do que o sistema já existente, visando minimizar o máximo possível distúrbios externos que normalmente ocorrem em dias de temperatura elevada ocasionando erros de leitura no controle do sistema atual.

3 4. METODOLOGIA A metodologia aplicada é do tipo descritivo baseado em um estudo de caso. Para isto será necessário coletar dados do sistema e analisa-los, e com base neles indicar qual a melhor solução para o problema. Para o desenvolvimento deste trabalho, faz-se necessário a análise da condutividade térmica do alumínio, a taxa de fluxo de calor e a partir de qual valor de temperatura inicia-se o erro de leitura do atual processo de conformação do bojo do sutiã. Neste processo a forma de alumínio aquecida tem uma perda térmica devido a temperatura ambiente, no momento da conformação do tecido, este problema altera a qualidade do acabamento do produto final. 5. DESENVOLVIMENTO Um material que transfere facilmente energia por condução é um bom condutor de calor e tem um alto valor de k [2]. A transferência de calor por condução ou convecção é dada pela equação (1) e o coeficiente K é dado pela equação (2). = (1) = (2) A forma do bojo é confeccionada em alumínio com espessura de 0,15m com base de 0,10m, seu peso é de aproximadamente 0,3 kg. De acordo com a referência [3], utiliza-se o valor de k e substitui os valores da equação (2), considerando a temperatura ambiente a 25 C. =,, = 2350 = 2350 (400 15) = = 2350 (400 30) = A diferença de fluxo de calor entre dias normais e dias extremamente quentes é dado pela equação (3). = (3) = = Devido esta variação de fluxo de calor, há o erro de medição no sistema de controle.

4 6. RESULTADOS PRELIMINARES O erro de medição ocorre a partir dos 26 C, pois o sistema apresenta um problema não mostrando a temperatura verdadeira. A escala máxima estabelecida para a correção foi de 50 C, onde tem-se 25 escalas e o valor total de erro é de 15 C, gerando assim, acréscimo de 0,6 C na leitura, para cada grau medido acima de 25 C, corrigindo a leitura. A resposta dos sistemas pode ser observado no Gráfico 1. No sistema existente, a temperatura indicada no mostrador digital não apresenta influência da temperatura ambiente, e no sistema com correção há influência da temperatura ambiente na leitura a partir dos 26 C, mostrando a correção implantada. Temperatura de Leitura C Gráfico 1 - Comparativo de respostas dos sistemas. Resposta do Sistema Atual Resposta do sistema com correção Temperatura Ambiente C Fonte: Autor O gráfico apresentado refere-se ao bojo de 100% algodão. Como cada tipo de tecido na confecção do bojo do sutiã trabalha com um valor determinado de temperatura, então este gráfico exemplifica a influência da temperatura ambiente para um material, ou seja, será necessário uma tabela para uma correção manual da temperatura para cada material, onde o operador terá de fazer a leitura do valor indicado no mostrador digital e acrescer a correção em relação à temperatura ambiente, indicado pelo termômetro situado no setor de trabalho. Esta será uma solução provisória e barata enquanto não é apresentado um novo sistema que faça a correção automática.

5 7. FONTES CONSULTADAS [1] OGATA, Katsuhiko. Engenharia de Controle Moderno. 5ª ed. São Paulo, Pearson Prentice Hall. p123. [2] HALLIDAY, David. RESNICK, Rober. WALKER, Jearl. Fundamentos de física. Volume 2: gravitação, ótica termodinâmica. 9ª ed. Rio de Janeiro: LTC. p203 [3] YOUNG, Hugh D., University Physics, 7ª ed. Disponível em: < dutividade%20termica%20de%20varias%20substancias.pdf>. Acessado em 20 de maio de 2016.