Laboratório Prof. Feng - Sistemas de Medidas

Para realizar os ensaios nos bancos de ensaios (aulas de laboratório e trabalhos de pesquisa) estão disponíveis no Laboratório Prof. Feng os seguintes equipamentos:

(a) Medidas de pressão: Podem ser realizadas utilizando-se transdutores de pressão, "scani valves" e bancos de transdutores de pressão. Para a calibração dos transdutores de pressão são usados 2 manômetros Betz, cuja menor divisão é 0,1 mm de água. Estes manômetros também são usados para medidas durante os ensaios (por exemplo, a medida de pressão dinâmica do túnel de vento).

(b) Medidas de temperatura: Termopares normalmente são utilizados, porém, em algumas aplicações estão sendo usados termômetros de resistência. A calibração dos sensores mencionados acima é feita com base em termômetros de bulbo padrão, para várias faixas de temperatura.

(c) Medida de velocidade do escoamento: Pode-se utilizar tanto o tubo de Pitot quanto o anemômetro de fio quente. No laboratório de aerodinâmica estão disponíveis 3 canais de anemometria de fio quente com temperatura constante (marca DANTEC) e vários tipos de sondas. Esta técnica de medida já foi utilizada em vários trabalhos e, no presente momento, podemos considerá-la dominada, inclusive a técnica de soldagem das pontas de prova, a qual requer um microscópio para o correto posicionamento do fio de 5 µm de diâmetro (fio quente).

(d) Medida de vazão: Este parâmetro é medido de várias maneiras: (i) Tubos de Venturi para várias faixas de vazão. Para baixas vazões existe um calibrador desenvolvido no laboratório que foi utilizado no desenvolvimento de um dispositivo de ventilação natural, (ii) placas de orifício, também para diversas faixas de vazão, (iii) anemômetro de palheta, construído e calibrado no laboratório, usado para medida de vazão de um protótipo de dispositivo de ventilação natural.

(e) Medida de Força e Momento: Estas grandezas físicas são medidas em uma série de bancos de ensaio: (i) no túnel de vento de ensino existe uma balança de três componentes, que fornece as forças de sustentação e arrasto e o momento de arfagem de modelos. (ii) Nos bancos de ensaio de motor alternativo, de turbina e de compressores existem células de carga para medida de torque. (iii) No banco de ensaio de motor foguete existe uma célula de carga para medida do empuxo.

(f) Sistema de posicionamento: Este tipo de dispositivo é muito importante em experimentos onde é necessária a realização de mapeamento de alguma grandeza (ex.: mapeamento da velocidade na esteira de corpos rombudos e em jatos livres). No laboratório existem: (i) Um posicionador de 3 eixos, marca DANTEC, (ii) um posicionador de dois eixos, projetado e construído no laboratório e (iii) um dispositivo de posicionamento de três eixos, com 2,20 x 1,30 x 1,00 m, dedicado ao túnel de vento de ensino e pesquisa. Estes equipamentos podem ser operados manualmente ou tem a possibilidade de serem ligados a um computador, de maneira a realizar procedimentos de
mapeamento automaticamente, economizando tempo e garantindo uma maior confiabilidade dos resultados.

(g) Sistema de aquisição de dados: A aquisição automática de dados e o controle de partes dos experimentos são atividades que garantem uma maior confiabilidade dos resultados experimentais, além de facilitarem os ensaios e a redução dos dados. Para tanto, têm-se utilizado micro computadores com placas para aquisição de dados. No presente momento, o laboratório Prof. Feng possui 4 placas de aquisição de dados, todas da empresa National Instruments e o programa usado para controlá-las é o LabView. A placa de aquisição de dados, instalada em um micro computador Pentium 100, tem capacidade para ler 32 canais diferenciais ou 64 canais que possuam uma referência fixada, em uma taxa de aquisição máxima de 500 KHz. O programa LabView, feito em linguagem gráfica, é capaz de fazer leituras de canais analógicos e de enviar sinais analógicos para o controle de parâmetros do aparato  experimental (2 canais devido à limitação da placa). Este programa vem sendo utilizado desde o início de 1997 e, devido a isto, a equipe do laboratório Prof. Feng já possui uma biblioteca de programas que podem ser utilizados em diversos tipos de ensaios.

(h) Esquemas para visualização: Técnicas de visualização de escoamentos são muito importantes para a interpretação de resultados experimentais, principalmente para escoamentos complexos, como o observado em esteiras de corpos rombudos. Neste campo ainda estamos começando e somente as técnicas mais simples já estão dominadas, a saber: (i) instalação de fios de lã na superfície de modelos, (ii) utilização de fumaça em conjunto com uma folha de laser, (iii) aplicação de óleo colorido na superfície de modelos.