É sabido (cf. Hayes (1968)), que a capacidade de vedação de uma cortina vertical com recirculação de ar depende do equilíbrio entre a quantidade de movimento inicial do jacto e as forças transversais que se pretendem neutralizar com a cortina. Isto significa, no limite, que quando a velocidade inicial do jacto da cortina é insuficiente face às condições existentes (diferença de temperatura entre os dois compartimentos, altura da porta a vedar, etc.), o jacto deverá ser deflectido pelas forças transversais devidas à impulsão térmica, levando à sua “quebra”. Quando esta situação extrema acontece, o jacto não chega a atingir o chão e a ter lá uma zona de impacto. Aumentando-se a velocidade inicial do jacto e, consequentemente, a sua quantidade de movimento, é lícito conjecturar que o ponto de impacto do jacto de ar no solo tenda a aproximar-se da ombreira da porta. Assim, a determinação da extensão da deflexão sofrida pelo jacto de ar, avaliada através do desvio do seu ponto de impacto no solo
28 Segundo a notação que tem vindo a ser utilizada, N
j serve para referenciar uma determinada velocidade de rotação
imposta ao motor do aparelho de cortina de ar: N0 a N3 no comutador original; N000 a N100 no comutador electrónico que
4.32 relativamente ao plano central da descarga do ar, pode constituir um bom indicador da maior ou menor eficácia da vedação promovida pela cortina de ar.
Tendo este intuito em mente, em todas as configurações experimentais estudadas foi aplicada uma metodologia que visou determinar, com alguma exactidão, a localização do ponto de impacto do jacto no solo. Para isso, foi concebido um sistema que, de um modo automático, faz com que um termo anemómetro de baixa velocidade vá varrendo transversalmente o jacto a curta de distância do chão (10 mm), registando a velocidade do escoamento em pontos distribuídos ao longo de uma linha transversal que passa pelo centro da porta.
Este sistema, constituído por um mecanismo de atravessamento de um só eixo, accionado por um motor de passo e comandado por computador, permite posicionar com precisão a referida sonda nos pontos de medida pré-estabelecidos, varrendo uma zona do compartimento que se pode estender até 750 mm de distância em relação ao plano vertical que passa pelo centro do bocal da cortina de ar.
Após testes preliminares e num claro compromisso entre rapidez de execução dos ensaios contra número de pontos analisados por unidade de comprimento, optou-se por trabalhar com pontos de medida espaçados 10 mm entre si.
A implementação do módulo “SATRAV X” (vd. Figura 4.21) desenvolvido igualmente em
ambiente LABVIEW™, permitiu controlar o movimento da sonda, sincronizando-o com a
adequada aquisição de dados. Uma vez iniciado o “SATRAV X” efectua de uma forma
totalmente automática o seguinte conjunto de operações:
- Inicialização da placa de controlo do motor de passo, transmitindo-lhe a configuração em que deve operar (velocidade e direcção dos movimentos, rampas de arranque/paragem, etc.);
- Leitura de um ficheiro, previamente gerado e gravado pelo utilizador, contendo as coordenadas dos pontos em que se pretendem efectuar as medidas com o termo- anemómetro (0 mm < ypontos < 750 mm);
- Execução do “plano de ensaio”, deslocando o termo-anemómetro para cada uma das posições de medida e, decorrido um período de estabilização, registando em cada uma delas e durante um período de tempo predefinido, os valores disponibilizados, via Data
4.33 Socket Server, pelo módulo “LÊ SENSORES”29;
- Emissão de um alerta ao utilizador, através de um sinal sonoro, quando o “plano de ensaio” se encontra concluído;
- Geração e exportação de um ficheiro (em formato txt, para facilitar o seu processamento posterior) contendo em cabeçalho uma indicação da coordenada a que diz respeito, data e hora de início da aquisição e uma descrição sumária das condições em que foi realizado o ensaio.
Figura 4.21 – Painel frontal de interface com o utilizador (esq.) e exemplo de um ficheiro gerado pelo módulo “SATRAV X” (dir.).
Na Figura 4.22 podem ver-se fotografias tiradas em dois momentos diferentes de um ensaio efectuado seguindo esta metodologia. Em ambas as imagens a “sala fria” encontra-se do lado esquerdo, podendo ver-se igualmente um pouco da “sala quente” do lado direito da ombreira da porta. Atendendo a que, na maior parte dos ensaios efectuados, o aparelho de cortina de ar se encontrava instalado do lado da “sala fria” e que o seu bocal se encontra afastado alguns centímetros da parede divisória, assinala-se a tracejado a localização (aproximada) do local onde y = 0, correspondente à projecção no solo do plano vertical que passa pelo centro do bocal.
29 Além da velocidade e temperatura (se aplicável) do escoamento junto ao chão, o módulo “LÊ SENSORES” foi
configurado para disponibilizar igualmente a velocidade e temperatura (se aplicável) inicial do jacto (registado por um segundo termoanemómetro), bem como os valores registados pelos termopares acoplados aos mastros de monitorização das temperaturas das salas.
4.34
Figura 4.22 – Dois instantes do movimento do mecanismo de atravessamento comandado por computador utilizado para determinar a localização exacta do ponto de impacto do jacto no solo. Nas figuras pode ver-se ainda a a “sala fria” à esquerda e a “sala quente” à direita.
Após processamento, os dados recolhidos em cada um dos pontos de medida são evidenciados representando graficamente a razão entre a velocidade média do escoamento registada junto ao solo e a velocidade média do jacto registada junto ao bocal da cortina no mesmo período. O local de impacto da cortina de ar no solo é determinado pelo ponto de medida onde se regista o valor mínimo daquele quociente (vd. Figura 4.23). Por uma questão de facilidade de escrita, doravante designar-se-á por d a distância que vai desde o ponto de coordenada y = 0 até ao local onde é detectado cada ponto de impacto do jacto da cortina de ar com o solo (vd. Figura 4.22 e Figura 4.23). 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0 100 200 300 400 500 600 700 Y [mm] U/U 0
Figura 4.23 – Exemplo de uma evolução típica do módulo da velocidade do escoamento adimensionalizada pela velocidade inicial do jacto.
d
d
4.35