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Title: Estudo da condutividade térmica em materiais ortotrópicos usando termografia
Authors: Beretta, Lucas de Lima
metadata.dc.contributor.advisor: Nunes, Luiz Carlos da Silva
metadata.dc.contributor.advisorco: Moreira, Debora Carneiro
metadata.dc.contributor.members: Sphaier, Leandro Alcoforado
Kanizawa, Fabio Toshio
Issue Date: 2017
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Abstract: O projeto tem como objetivo estimar a condutividade térmica de materiais ortotrópicos usando a termografia. O material ortotrópico possui como principal característica o fato de suas propriedades térmicas serem únicas e independentes nas três direções ortogonais. O foco é verificar a influência da orientação de fibras na estimativa da condutividade térmica. As fibras são compostas por um material com alta condutividade térmica inserido em um material semi-isolante. A condutividade térmica foi estimada através da solução de um problema inverso, utilizando um modelo de transferência de calor melhorado em regime permanente numa aleta. A partir deste modelo, a estimativa do campo de temperatura do material em teste foi obtida com a termografia, que é um poderosa ferramenta utilizada para determinar o campo de temperatura da superfície de um corpo, de forma não destrutiva e relativamente não intrusiva. Neste projeto, estimamos o número de Biot para materiais homogêneos (Acrílico e Teflon), com configurações experimentais distintas, visando determinar a melhor configuração a ser utilizada na estimativa do parâmetro térmico desejado. Com base nestes dados e, após a validação do método, buscamos estimar a condutividade térmica de materiais ortotrópicos orientados por fios de cobre em diferentes direções, numa matriz de epóxi, a partir da termografia, utilizando a configuração experimental mais apropriada. Apesar do modelo utilizado ser para amostras homogêneas e isotrópicas, é possível estimar a condutividade térmica de materiais que apresentam propriedades dependentes da direção.
metadata.dc.description.abstractother: The project aims to estimate the thermal conductivity of orthotropic materials using thermography. The orthotropic material has as main characteristic the fact that its thermal properties are unique and independent in the three orthogonal directions. The focus is to verify the influence of fiber orientation on the thermal conductivity estimation. The fibers are composed of a material with high thermal conductivity inserted in a semi-insulating material. Thermal conductivity was estimated by solving an inverse problem, using a steady state improved heat transfer model in a fin. From this model, the temperature field estimate of the material under test was obtained with thermography, which is a powerful tool used to determine the surface temperature field of a body, in a non-destructive and relatively non-intrusive way. In this project, we estimated the number of Biot for homogeneous materials (Acrylic and Teflon), with different experimental configurations, in order to determine the best configuration to be used in estimating the desired thermal parameter. Based on these data, and after validation of the method, we sought to estimate the thermal conductivity of orthopropic materials oriented by copper wires in different directions, in an epoxy matrix, from the thermography, using the most appropriate experimental configuration. Although the model used is for homogeneous and isotropic samples, it is possible to estimate the thermal conductivity of materials that have properties dependent on the direction.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/7005
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