[pt] ESTUDO DO MÉTODO DE MEDIÇÃO DE CONDUTIVIDADE TÉRMICA E TEOR DE ÁGUA POR MEIO DE GEOMETRIA ESFÉRICA: APLICAÇÃO EM SOLUÇÕES AQUOSAS DE ETANOL

[en] STUDY OF THE MEASURING METHOD OF THERMAL CONDUCTIVITY AND WATER CONTENT BY MEANS OF SPHERICAL GEOMETRY: APPLICATIONS ON AQUEOUS SOLUTIONS OF ETHANOL

[pt] JULIO DUTRA BRIONIZIO

[pt] CONDUTIVIDADE TERMICA

[pt] SENSOR DE ESFERA QUENTE

[pt] TEOR DE AGUA

[en] THERMAL CONDUCTIVITY

[en] HEATED SPHERE SENSOR

[en] WATER CONTENT

[pt] A presente tese tem por objetivo o estudo teórico e experimental, seguindo as boas práticas metrológicas, de um método baseado em uma fonte esférica de calor para medição da condutividade térmica de líquidos, com foco em soluções aquosas de etanol, e posterior determinação do teor de água da substância. O estudo e o desenvolvimento de métodos de medição de condutividade térmica são essenciais em diversas aplicações de engenharia, visto que, em consequência das justificadas demandas atuais de economia e uso racional de energia térmica, a transferência de calor com a máxima eficiência possível é de extrema relevância. A medição do teor de água também é um relevante parâmetro em muitas áreas de pesquisa e nos setores industriais, pois a quantidade de água nas substâncias influencia vários processos físicos, químicos e biológicos. Contudo, a quantidade de equipamentos disponíveis no mercado para a medição de ambas as grandezas não é vasta. O método da esfera quente, em principio, é um método absoluto de medição da condutividade térmica, o que significa que o sensor pode fornecer um resultado sem ser calibrado. Porém, alguns parâmetros do modelo precisam ser analisados isoladamente ou obtidos por meio de calibração. Embora haja alguns estudos sobre este método, poucos têm os meios líquidos como foco principal. Ademais, tais estudos não correlacionam a condutividade térmica do material com o seu teor de água e nem realizam uma análise metrológica mais criteriosa, de modo a determinar minuciosamente as incertezas de medição. A aplicabilidade do método para medição da condutividade térmica e do teor de água das soluções analisadas mostrou-se bastante satisfatória, pois os resultados obtidos neste estudo apresentaram muito boa concordância com os valores propostos por vários pesquisadores e com as medições realizadas no Inmetro por outros métodos.

[en] The aim of this thesis is the experimental and theoretical study, following the good metrological practices, of a method based on a spherical heat source in order to measure thermal conductivity of liquids, focusing on aqueous solutions of ethanol, with later determination of the water content of the substance. The study and the development of measuring methods of thermal conductivity are essentials in several engineering applications, since as a consequence of the current justified demands on saving and rational use of thermal energy, the heat transfer with the maximum efficient as possible is of great relevance. The measurement of the water content is also a relevant parameter in several research areas and industrial sectors, since the quantity of water in the substances influences several biological, chemical and physical processes. However, the amount of equipment available on the market for the measurement of both quantities is not vast. The heated sphere method, in principle, is an absolute one for the measurement of the thermal conductivity, which means that the sensor may furnish a result without a calibration. Nevertheless, some parameters of the model need to be analyzed separately or obtained by means of calibration. Although there are some studies on this method, few of them have liquids as the main focus. Moreover, these studies do not correlate the thermal conductivity of the material with its water content, and they do not perform a more careful metrological analysis in order to determine the measurement uncertainties. The applicability of the method to measure the thermal conductivity and the water content of the analyzed substances proved to be satisfactory, because the obtained results of this study presented a very good agreement with the values proposed by several researches and with the measurements performed at Inmetro by other methods.

ALCIR DE FARO ORLANDO

GEORGES HENRI BONNIER

JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE

CARLOS VALOIS MACIEL BRAGA

ALCIR DE FARO ORLANDO

HELCIO RANGEL BARRETO ORLANDE

HUMBERTO SIQUEIRA BRANDI

GEORGES HENRI BONNIER

DALNI MALTA DO ESPIRITO SANTO FILHO

2013-09-16

2013-04-16

[pt] TEXTO

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=22034@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=22034@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.22034