Detalhes do Trabalho
Título do Trabalho
Análise do resfriamento de componentes metálicos construídos em SAE 1045 a partir de diferentes geometrias
Autor(es)
Bernardo Alves, Lisiane Trevisan
Nível / Modalidade
Graduação / Pesquisa
Resumo

O conhecimento do processo de resfriamento de componentes metálicos é de extrema importância para a indústria metal mecânica, pois a verificação de valores de temperatura permite a determinação de parâmetros de operação nos mais variados processos metalúrgicos, como soldagem, fundição e principalmente os tratamentos térmicos. Tendo isso em vista, este trabalho apresenta um estudo que parte de uma das etapas mais importantes na construção de um processo de simulação numérica, no qual se desenvolveu o estudo do resfriamento em componentes metálicos, que foi a aquisição de dados de temperatura para a validação de um algoritmo anteriormente desenvolvido. Dessa forma, pretende-se apresentar de maneira sucinta o quanto o controle da temperatura é sensível a quaisquer condições, sejam elas de equipamento, ou do próprio ambiente, de modo que se mostre com clareza a relevância do controle dos processos de aquecimento e resfriamento. A metodologia do trabalho se deu por meio da utilização de termopares fixados em corpos de prova, que por sua vez foram aquecidos a 800°C nos fornos do Laboratório de Fundição do IFRS – Campus Farroupilha. Os termopares foram ligados a uma placa de aquisição de dados, de modo que foi possível elaborar uma série de dados deste processo de resfriamento. Foram realizados experimentalmente um total de doze ensaios, sendo três ensaios em cada um dos quatro corpos de prova. Dessas peças, duas delas eram de seção quadrada e outras duas de seção circular. Em cada um dos corpos de prova aquecidos, os termopares foram fixados em três pontos diferentes, para que assim pudesse ser possível a comparação da temperatura entre as diferentes posições geométricas dentro de cada corpo de prova. Após a realização dos ensaios, foram gerados alguns gráficos que permitem a interpretação do comportamento da temperatura em cada um dos pontos onde os termopares estavam fixados nas peças. Estes mesmos dados serão utilizados para a implementação dos algoritmos outrora desenvolvidos, com a aplicação do método das diferenças finitas para simular o resfriamento das mesmas peças utilizadas nesse projeto. Os resultados mostraram que as geometrias mantiveram padrões de temperatura bem parecidos, não protagonizando uma diferença relevante para o processo. Porém, verificou-se que as temperaturas nos pontos externos das peças jamais se mantiveram inferiores às temperaturas nos pontos centrais dos corpos de prova, o que demonstra uma diferença no comportamento da condução de calor ao longo das peças metálicas. Em suma, aliar um ensaio experimental a um estudo de significativa importância para a metalurgia, faz com que o estudante de engenharia adquira um conhecimento que poderá ser utilizado futuramente na sua profissão.

Palavras-Chave
Controle de temperatura, Termopares, Resfriamento.