C apítulo 1 – Introdução
1.5. PLANO DO TRABALHO
O presente trabalho está estruturado em seis capítulos, os quais, por sua vez, se podem ainda apresentar divididos em secções e subsecções de forma a facilitar a sua leitura e compreensão. Neste capítulo introdutório, além de ser dada uma visão geral dos objectivos e do plano do trabalho, faz-se uma breve resenha sobre os diferentes tipos de cortinas de ar e suas aplicações práticas, desde os seus primórdios até aos dias actuais. Além de se explicitarem as vantagens da sua utilização, são tecidas considerações sobre as consequências que podem advir de uma má instalação ou de uma inadequada regulação do seu funcionamento, sobretudo para algumas das aplicações práticas mais correntes.
No capítulo 2 são referidos e analisados, ainda que de um modo sumário, um conjunto de trabalhos de índole experimental e/ou numérico que ao longo dos tempos foram desenvolvidos sobre esta matéria, dando-se particular atenção àqueles que envolveram cortinas de ar de jacto plano, descendente, não-recirculado.
Neste capítulo são igualmente expostos alguns dos modelos físicos utilizados para descrever o comportamento do jacto das cortinas de ar, tanto em casos isotérmicos, como em casos não- isotérmicos, bem como para explicar e quantificar as transferências de calor que ocorrem através das portas por elas protegidas.
O capítulo 3 é dedicado à descrição da instalação experimental que foi utilizada para a realização dos ensaios. São focadas as diversas transformações que a mesma teve de suportar
1.22 ao longo do tempo, não só para ultrapassar as contrariedades decorrentes da introdução de novas técnicas de medida mas também com o intuito de melhorar a sua operacionalidade. Nesta secção é feita ainda uma descrição técnica detalhada do aparelho de cortina de ar que foi utilizado.
Este capítulo termina com uma breve explicação sobre alguns dos parâmetros geométricos ou dinâmicos inicialmente considerados como influenciadores do desempenho de um aparelho de cortina de ar. Para cada um deles são apresentados os valores típicos a serem usados nos ensaios bem como o modo como os mesmos foram controlados.
No capítulo 4 descrevem-se as técnicas e metodologias que foram concebidas com o intuito de se obter uma melhor percepção do modo como se desenvolve o jacto gerado pelo aparelho de cortina de ar ou de como o mesmo reage face às diferentes condições de funcionamento que lhe são impostas. De entre estas, explica-se o modo como foi implementada uma técnica de point measuring envolvendo várias sondas de anemometria térmica de baixa velocidade para efectuar o levantamento do campo de velocidade e temperatura do escoamento num plano transversal à porta e de como se complementou a informação assim recolhida através de uma técnica de whole-field measuring envolvendo a termografia por infravermelhos.
Numa segunda parte deste capítulo é descrito o modo como, através de uma técnica de gases traçadores, se pode obter um conjunto de importantes informações sobre a forma como se dão as trocas gasosas entre os dois compartimentos que constituem a presente instalação experimental. Além de se descreverem os procedimentos seguidos para a sua implementação, são introduzidos alguns conceitos e definições que vão servir para avaliar e comparar as prestações da cortina de ar nas diferentes configurações em estudo.
Como complemento a cada uma das técnicas referidas, descrevem-se também as características e o modo de funcionamento dos aparelhos e instrumentos por elas requeridas, o mesmo se fazendo em relação aos módulos de aquisição de dados e/ou controlo de processos programados especificamente para o efeito em ambiente LabVIEW.
Na terceira e última parte deste capítulo é ainda descrita a metodologia seguida para se quantificar a redução da eficiência de vedação como consequência da passagem frequente de uma pessoa pela porta.
1.23 cada um dos parâmetros de estudo considerados, cujos valores foram seleccionados a partir da observação de algumas situações reais: altura da porta a vedar (2.10 m, 2.25 m, 2.40 m e 2.65 m), diferença de temperatura entre o “interior” e o “exterior” (0 ºC, 5 ºC, 10 ºC e 15ºC), velocidade inicial do jacto (3.0 m/s a 6.5 m/s), ângulo inicial do jacto (0º, -10º, -15º e -20º). Para cada uma das condições paramétricas estudadas, é quantificado o efeito de vedação aerodinâmica proporcionado pela cortina de ar, determinando-se, sempre que possível, o regime de funcionamento a que corresponde o máximo efeito de vedação da porta.
Através da aplicação de diferentes técnicas experimentais, são também analisadas algumas das características dos campos de velocidade e temperatura do ar existentes na vizinhança da porta e do próprio jacto, o que de certo modo contribui para uma melhor compreensão dos fenómenos envolvidos.
Finalmente, com base nos resultados recolhidos, faz-se ainda uma avaliação da potência térmica “em fuga” pela porta, para diferentes regimes de funcionamento da cortina de ar. Através desta é feita ainda uma estimativa da poupança conseguida, em termos energéticos e financeiros, com a utilização de um aparelho de cortina de ar como meio de vedação de uma porta que se pretende manter sempre aberta e desimpedida.
No capítulo 6, apresentam-se os objectivos atingidos com a realização deste trabalho bem como as principais conclusões que dele foram retiradas.
Aproveitando a experiência e os conhecimentos adquiridos com este trabalho, apontam-se alguns factores a observar durante as fases de selecção, instalação e funcionamento deste tipo de aparelhos.
São ainda perspectivados os desenvolvimentos futuros desta investigação, quer através dos parâmetros que, não tendo sido estudados, se julga poderem exercer alguma influência sobre o desempenho da vedação, quer através da indicação das duas grandes áreas de intervenção (“simulação numérica de escoamentos” e “redes neuronais”) onde se considera valer a pena investir.