UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA ENGENHARIA MECÂNICA E DE ENERGIA ENG03108 Medições Térmicas Cirilo S. Bresolin, Guilherme Fiorot http://www.ufrgs.br/medterm EDITAL DO TRABALHO DA DISCIPLINA MEDIÇÕES TÉRMICAS Secador de tambor rotativo Edição 2019/1 1. Apresentação O presente edital apresenta o objetivo, as diretrizes e o método de avaliação do trabalho proposto na presente edição da disciplina, que versa sobre secador de tambor rotativo. Estes dispositivos são destinados a secagem de material granular em processos industriais, tais como erva mate, açúcar, rações, material sedimentar entre outros, onde o controle da umidade é importante. O trabalho é o mesmo para todos os integrantes da disciplina, e deverá ser apresentado por grupos de 2 (dois) alunos da mesma turma, ou excepcionalmente individualmente. Estão previstos 3 (três) eventos de avaliação: 2(dois) experimentais e a redação de um relatório final. As datas dos eventos de avaliação estão na seção 3 deste edital. 2. Objetivo do Trabalho 2.1 Objetivo geral O trabalho proposto para a presente edição da disciplina é dedicado à concepção, construção, avaliação, monitoramento de uma secador de tambor rotativo, Figura 1, doravante chamado de PROTÓTIPO. Figura 1 Secador de tambor rotativo [1] 2.2 Objetivos específicos - Monitorar as temperaturas de entrada e saída do ar no tambor. - Monitorar as umidades relativas de entrada e saída do ar no tambor. - Monitorar a vazão volumétrica de ar na entrada do tambor.
- Apresentar as grandezas deverão ser medidas usando a plataforma ARDUINO, e visualizadas através de um periférico a ele conectado (ex. tela LCD), independente do auxílio de um computador. - Ensaiar o PROTÓTIPO em uma bancada experimental construída no Laboratório de Aplicações em Energia e Fenômenos de Transporte LAEFT, seguindo a sequência prevista no cronograma da disciplina; - Realizar a análise de incerteza das medidas. - Elaborar um relatório final do trabalho, seguindo as indicações do item 3.3. - O comprimento máximo do tambor deverá ser de 1000 mm. - A conexão de entrada deverá ser de 100mm, conforme a tubulação da bancada do LAEFT. - No protótipo deverá estar prevista uma entrada para alimentação e uma saída para a coleta do material granular, de forma prática e acessível. 3. Eventos de avaliação O PROTÓTIPO será ensaiado na bancada de testes instalada no LAEFT. As medidas a serem fornecidas pelo ARDUÍNO: -Temperaturas de entrada e saída da corrente de ar. -Umidade de entrada e saída da corrente de ar. -Vazão volumétrica da corrente de ar. O conteúdo das avaliações é apresentado a seguir: 3.1. Avaliação #1- Calibração dos sensores de temperatura. DATA: 07 e 09 de maio de 2019 Os grupos devem se concentrar na calibração dos sensores para medição da temperatura e umidade da corrente de ar. A grandeza de interesse deve obrigatoriamente ser lida. Os requisitos mínimos dessa etapa são: 3.1.1. Leitura com 2 (dois) sensores de temperatura de livre escolha conectados à plataforma ARDUINO; 3.1.2. Aquisição dos dados usando um ARDUINO e mostrá-los em um display, dispensando o auxílio de um computador conectado; 3.1.3. Também será avaliada organização do grupo e robustez da montagem na hora do experimento. Haverá penalização na nota se no momento do experimento a montagem apresentar mal funcionamento. Para isso não ocorrer, o grupo deve se preocupar em fazer uma montagem robusta, a fim que problemas não ocorram. 3.1.4. Apresentar as curvas de calibração dos sensores de temperatura e umidade. 3.1.5. Deverá ser entregue um relatório escrito conforme as instruções e recomendações apresentadas em aula específica e disponíveis em um arquivo modelo (template) na página da disciplina (www.ufrgs.br/medterm). Neste relatório deverá ser apresentado os procedimentos e resultados alcançados na calibração do sensor (curvas de calibração e utilização do sensor de
temperatura e incerteza da medição), bem como o projeto conceitual do protótipo. O projeto conceitual deverá conter uma descrição de como o projeto será executado, bem como os materiais e desenhos técnicos do protótipo pretendidos. O relatório deverá ser entregue exclusivamente pelo e-mail da disciplina: medtermufrgs@gmail.com até as 23:59 do dia da avaliação. 3.2. Avaliação #2- Ensaio do PROTÓTIPO. DATA: 11 e 13 de junho 2019 3.2.1. Leituras com os sensores de temperatura da corrente de ar. 3.2.2. Leituras com os sensores de umidade da corrente de ar. 3.2.3. Leitura da vazão volumétrica de ar na entrada do secador. 3.2.4. Aquisição dos dados usando um ARDUINO e mostrá-los em um display, dispensando o auxílio de um computador conectado; 3.2.5. Entrega de uma curva de calibração impressa sensor de vazão. 3.2.6. O PROTÓTIPO deverá secar uma massa de material granular (ex. areia) de aproximadamente 500 g, com uma determinada umidade de entrada e ser capaz de reduzir a umidade contida nela. 3.2.7. O material granular deverá passar pelo tambor uma única vez, e o tempo máximo de 10 minutos para a descarga total do material do tambor. 3.2.5. Também será avaliada organização do grupo e robustez do PROTÓTIPO na hora do experimento. Haverá penalização na nota se no momento do experimento o PROTÓTIPO apresentar mal funcionamento. Para isso não ocorrer, o grupo deve se preocupar em fazer uma montagem robusta, a fim que problemas não ocorram. 3.3. Avaliação #3 Relatório completo DATA: 06 de dezembro de 2018 Os grupos deverão elaborar um relatório técnico do trabalho realizado, contendo as instruções e recomendações apresentadas em aula específica e disponíveis em um arquivo modelo (template) na página da disciplina. É indispensável a apresentação dos resultados, suas incertezas, comentários e conclusões. O relatório deverá ser entregue exclusivamente pelo e-mail da disciplina: medtermufrgs@gmail.com até as 23:59 do dia da avaliação. 4. Materiais 4.1. Materiais disponibilizados pelo LAEFT: Obrigatório As bancadas de ensaio instrumentadas. Multímetros de mão, manômetros, sensores de temperatura do tipo PT100 calibrados. Fonte de ar quente com temperatura constante e vazão variável.
4.2. Materiais de responsabilidade dos grupos: Todo o tipo de material necessário para a construção do PROTÓTIPO e da sua instrumentação, incluindo o ARDUINO, e miscelâneas como suportes, conexões, ligações, fiação elétrica, isolamentos, componentes elétricos e eletrônicos, ou qualquer outro necessário para a execução do trabalho. 5. Avaliação A Nota final é dada por: Nota = A1 + 2A2 + A3 4 - Será dada nota nula para o grupo que não entregar o trabalho ou se ele não funcionar em qualquer evento de avaliação; - Na avaliação 01, os valores de temperatura serão avaliados em comparação com os de referência da bancada (PT100). Se os valores lidos possuírem uma diferença máxima inferior ou igual a 2%, será atribuída nota máxima (6.0) nesse item. Para valores lidos com diferença relativa maior que 12%, será atribuída nota nula (0.0). Valores lidos com diferença relativa no intervalo de 2% a 12% serão linearizados para atribuição de nota. A diferença relativa será avaliada em o C. O relatório valerá 4.0 pontos, que serão dados pelos itens curvas de calibração, incertezas robustez, projeto do protótipo e aderências as recomendações na elaboração de um relatório técnico. - Na avaliação 02, será avaliada a capacidade do protótipo em secar uma determinada massa sólida granular. A medida da umidade do material será fornecida pelo LAEFT na entrada e saída do secador como medida de referência. O grupo que conseguir a maior redução de umidade terá nota 4.0. O grupo de menor redução de umidade terá nota nula (0.0). Os demais grupos serão escalonados linearmente entre máximo e o mínimo, dependendo da redução de umidade. Os demais 6.0 pontos são referentes aos seguintes itens: robustez (2.0 pontos); apresentação da curva de calibração e incerteza do sensor de vazão volumétrica (2.0 pontos) e quanto a diferença de leitura na vazão volumétrica e a referência no laboratório (2.0 pontos). Se os valores de vazão volumétrica lidos possuírem uma diferença máxima inferior ou igual a 5%, será atribuída nota máxima (2.0) nesse item. Para valores lidos com diferença relativa maior que 15%, será atribuída nota nula (zero). Valores lidos com diferença relativa entre 5% e 15% serão linearizados para atribuição de nota. -Na avaliação 03 será avaliado o relatório quanto a aderência as recomendações passadas em aula, relativas à escrita de relatórios técnicos. - Caso o aluno não atinja a nota final 6,0 poderá fazer uma recuperação da nota. Se a nota do EA2 < 4,0 e a nota do EA3 > 6,0, o aluno deverá recuperar a nota refazendo o experimento final (EA2). Caso a nota do EA2 > 6,0 e a nota do EA3 < 4,0, o aluno deverá recuperar a nota refazendo o relatório (EA3). Se ambas as notas EA2 e EA3 forem menores de 4,0, o aluno deverá recuperar a nota refazendo o experimento final e o relatório. Neste caso, a nota final Nf será calculada por Nf = 0.4 Média semestre + 0.6 Nota recuperação
6. Observações finais Caso for necessário, este edital poderá ser reeditado a qualquer momento pelos professores da disciplina, ficando a cargo dos alunos verificarem as atualizações na página da disciplina ou Moodle. Os trabalhos dos colegas dos semestres anteriores poderão ser consultados na página da disciplina ( http://www.ufrgs.br/medterm). Casos omissos ou eventuais problemas serão decididos pelos professores da disciplina. No dia previsto no calendário da disciplina, todos os grupos entregarão e montarão seus protótipos na bancada. Os experimentos serão apresentados aos professores da disciplina ao longo do horário de aula, com a participação obrigatória dos integrantes do grupo. Referências [1] [Online]. https://www.didion.com/rotary-dryers.html, acessado em 11/03/2019.