Dem ct. Mt. 10. R. O. 11 UtilizaçÃo do recurso computacional, ees, para o aprendizado da disciplina termodinâmica aplicada



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UFPB-PRG XIII Encontro de Iniciação à Docência


0107.DEM.CT.MT.10.R.O.11
UTILIZAÇÃO DO RECURSO COMPUTACIONAL, EES, PARA O APRENDIZADO DA DISCIPLINA TERMODINÂMICA APLICADA

Ivisson Lopes Gondim1; Romberg Rodrigues Gondim2



Centro de Tecnologia – CT; Departamento de Engenharia Mecânica – DEM – MONITORIA
INTRODUÇÃO: No aprendizado da termodinâmica, vemos a transformação da energia térmica em outras formas de energia ou vice-versa. Com o surgimento de programas que auxiliam no aprendizado fica mais fácil a resolução de questões, visualização de gráficos e interação do aluno com a disciplina, haja vista que ele pode modificar variáveis e entender alterações conseqüentes, podendo visualizar de forma rápida onde pode ser feita melhorias. O programa que será utilizado no trabalho será o EES (Engineering Equation Solver), que nos fornece funções matemáticas, propriedades termofísicas de vários fluidos, como pressão, volume específico, temperatura, entropia, entalpia, entre outra, além de tabelas e gráficos, que para o entendimento da termodinâmica aplicada é bastante útil. Na monitoria da disciplina Termodinâmica Aplicada, foram estabelecidos horários, de carga horária semanal de 12 horas, sendo disposto este tempo para o aluno consultar possíveis dúvidas referentes à disciplina. O local disponibilizado para tal foi uma sala no LES (Laboratório de Energia Solar), Universidade Federal da Paraíba, Campus I.

PALAVRAS-CHAVE: EES, Termodinâmica, monitoria

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho será demonstrar como o programa EES (Engineering Equation Solver), auxilia no aprendizado da disciplina, fazendo uso de um exemplo de interesse da disciplina, mostrando tabelas e gráficos que ajudam na compreensão do exemplo, além de um exemplo de interação possível que o aluno faça no programa.

DESCRIÇÃO METODOLÓGICA: Neste trabalho será demonstrado um exemplo termodinâmico simples, onde se inicia pelo entendimento da questão, que se trata de um acelerador com o fluído de R-134a, com o estado de entrada determinado, onde se deseja encontrar o estado de saída. Em princípio é feito um balanço de massa, por está em regime permanente, a massa que entra é igual a que sai, logo m1=m2, em seguida iremos atrás de saber o valor do fluxo mássico, onde já sabemos que o de entrada é igual ao de saída, temos então a relação , com isso determinamos o fluxo mássico, lembrando que neste exemplo consideramos a área de entrada igual a de saída. Aplicando a primeira lei neste acelerador, fazendo algumas observações sendo estas: o acelerador não realiza trabalho; o acelerador é adiabático; consideramos também desprezível a energia cinética. Com isto chegamos a equação sem trabalho, sem calor e sem energia potencial, com isto encontramos os valores de T2, V2. Após a resolução da questão, é apresentado um gráfico da variação de T2xP2, tabela com todas as variáveis de saída, temperatura, velocidade, entalpia e pressão. O que nos dará um bom entendimento de como funciona o acelerador, assim como o programa.

RESULTADOS: Por fim, quando se obtém os resultados esperados, iniciamos a interação do aluno com a questão, onde mudamos alguns valores. A principio por se tratar de um acelerador, tentará buscar apenas mudanças que possam resultar em uma maior velocidade na saída. A primeira variável que será alterada é a área de saída colocando a área de saída metade da de entrada. Outra variável que ao mudarmos teríamos maior velocidade de saída seria a pressão de entrada. Ao fim destas mudanças analisaremos a tabela com as informações de saída, como temperatura, pressão, entalpia e velocidade, como também o gráfico T2XP2.

CONCLUSÃO: Ao ser feito este exemplo, pode se notar que o EES, alem de ser uma ferramenta que elimina um grande tempo no que diz respeito aos cálculos, interpolações e consultas a tabela, ele também nos dá uma prova do nosso resultado, e nos fornece várias possíveis mudanças para saber como se comporta o sistema, contando ainda com gráficos, tabelas, e diagramas explicativos do problema. Com isso foi possível observar, que os alunos ao terem contato com recursos computacionais que auxiliam na obtenção de respostas rápidas e que facilitam a melhor compreensão da teoria apresentada, se sentem mais motivados a pesquisar e discutir mais sobre o assunto, chegando à condição de quererem buscar problemas cada vez mais complexos.

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