Resfriamento e Ebulição

Fonte: Alexander S Rattner, Sanjay Adhikari e Mahdi Nabil; Departamento de Engenharia Mecânica e Nuclear, Universidade Estadual da Pensilvânia, Parque Universitário, PA

O aquecimento controlado seguido de resfriamento rápido é um elemento importante de muitas aplicações de processamento de materiais. Este procedimento de tratamento térmico pode aumentar a dureza do material, que é importante para cortar ferramentas ou superfícies em ambientes de alto desgaste. O estágio de resfriamento rápido é chamado de saciamento, e muitas vezes é realizado por materiais imersos em um banho fluido (muitas vezes água ou óleo). A saciação da transferência de calor pode ocorrer devido à convecção forçada - quando a ação do material em movimento rápido através do refrigerante impulsiona o processo de transferência de calor, e devido à convecção livre - quando a densidade reduzida de fluido quente perto da superfície do material causa circulação orientada pela flutuação e transferência de calor. Em altas temperaturas materiais, o refrigerante pode ferver, levando a um aumento da eficácia da transferência de calor. No entanto, quando materiais extremamente quentes são extintos, eles podem ser cobertos em vapor de refranhante de condutividade térmica relativamente baixa, levando à má transferência de calor.

Neste experimento, a transferência de calor será medida para um cilindro de cobre aquecido, que representa pequenas peças tratadas pelo calor. O perfil de temperatura da amostra transitória será medido durante a extinção e comparado com os resultados teóricos para transferência gratuita de calor de convecção. Fenômenos de ebulição também serão investigados qualitativamente.