DESENVOLVIMENTO DE AQUECEDOR DE LEITO POROSO APLICADO À ÁGUA

Resumo

Em diversos experimentos laboratoriais existe a necessidade da obtenção de uma vazão constante de água com temperatura alta e constante. Por essa razão, este trabalho se propõe a construir um sistema de aquecimento, em escala de laboratório, utilizando resistências elétricas para suprir energia por efeito Joule em leito poroso constituído de esferas de alumina. O leito poroso tem a função de armazenar o calor gerado pela resistência, melhorando então a eficiência de troca térmica. O leito fica contido em um cilindro hermético em aço. Para garantir a troca térmica, foi introduzido um isolante externo para reduzir as perdas para o ambiente. A vazão de água é mantida por uma bomba com vazão predefinida, em que o aquecimento do leito poroso pelas resistências transfere calor para a água, que é aquecida enquanto passa dentro de uma serpentina de cobre, promovendo um aquecimento indireto. Para realização dos testes foram feitos testes sequenciados com a resistência trabalhando em diferentes voltagens e com a bomba trabalhando com um sistema de restrição para obter também uma faixa de vazões. O desenvolvimento do protótipo foi sequencial à construção de um sistema preliminar, objetivando a obtenção de dados comparativos em diferentes faixas de operação. Com isso, a temperatura da água foi elevada até 70°C. Portanto, o sistema mostrou-se eficaz na sua função pré-definida, permitindo a obtenção de parâmetros de operação e projeto para se aplicado em um controlador de temperatura automático em outro experimento agregado.