Análise teórico-experimental do campo de temperatura para caracterização da concentração da mistura água-álcool

Resumo

Este trabalho tem como proposta determinar diferentes concentrações da mistura água-álcool utilizando um campo de temperatura periódico. Para isso, foi construído um dispositivo experimental com princípio de funcionamento no método de Angstrom, o qual faz uso de um fluxo de calor periódico de uma fonte controlada, gerando, assim, um campo de temperatura periódico na amostra de teste. Termopares foram instalados na amostra e num ponto de referência para captar o sinal de temperatura gerado pelo fluxo de calor periódico. A amplitude e a fase desses sinais serão obtidas por meio de um sistema de aquisição de dados. O termopar posicionado na parede do tubo foi adotado como referência em relação ao sinal térmico adquirido pelo termopar da amostra. Foram realizadas simulações computacionais com base no modelo matemático teórico, considerando a condução de calor unidimensional para obter a resposta periódica da temperatura medida no centro do tubo cilíndrico. A Técnica da Transformada Integral Generalizada (TTIG) foi utilizada para resolver o problema de difusão de calor e determinar o campo de temperatura, gerando resultados teóricos. As amostras utilizadas neste trabalho foram preparadas com frações volumétricas de 0,3%, 4,2%, 8,2%, 12,1%, 16,2% e 19,7% m/m de álcool etílico misturadas com água destilada.