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标题：Construção de kit didático de câmara de poeira e avaliação por fluidodinâmica computacional: uma prática ativa de aprendizagem
其他标题：Construction of a dust chamber didactic kit and computational fluid dynamics assessment: an active learning practice
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作者：Carolina Bragine Mangucci ; Ana Carolina Ribeiro Stoppe ; Andreza A. Morais 等
期刊名称：Research, Society and Development
电子版ISSN：2525-3409
出版年度：2020
卷号：9
期号：11
页码：1-26
DOI：10.33448/rsd-v9i11.10069
出版社：Grupo de Pesquisa Metodologias em Ensino e Aprendizagem em Ciências
摘要：As práticas laboratoriais de separação de misturas sólido-gás fazem parte do currículo de diferentes cursos de engenharia. O objetivo deste trabalho foi a construção e avaliação de um kit didático de bancada para separação de partículas em câmara gravitacional, utilizado industrialmente na coleta de pós. O kit foi projetado e construído por alunos da disciplina de Laboratório de Operações Unitárias, que utilizou o Projeto Orientado como metodologia ativa de ensino. Desta forma, este trabalho é relevante pois além de incorporar métodos ativos na aquisição do conhecimento do aluno, também possibilita a aquisição de equipamentos de baixo custo para os laboratórios de ensino. A geometria da câmara de separação foi compacta e utilizou um cooler para promover alimentação do ar. Cerca de 234,5 g de areia foram alimentadas na entrada do equipamento. Após a coleta das partículas ao longo da câmara, as amostras foram peneiradas, calculando-se a eficiência individual de coleta. O diâmetro de corte das partículas retidas em cada compartimento foi calculado por correlações da literatura e simulações de fluidodinâmica computacional. Através das simulações, obteve-se o perfil de velocidade de ar dentro da câmara e a trajetória das partículas. Os resultados experimentais mostraram uma eficiência global de coleta próximo de 100%, em que cerca de 94% das partículas foram coletadas no primeiro compartimento. Os valores de diâmetro de corte preditos pelas correlações e as simulações computacionais foram similares e próximos aos observados experimentalmente. Assim, este trabalho desenvolveu um kit didático simples, de baixo custo e eficiente para a separação sólido-gás.
其他摘要：Laboratory practices for separation of solid-gas mixtures are part of the curriculum of different engineering courses. The objective of this work was the construction and evaluation of a didactic bench kit for particles separation in the gravitational chamber, used industrially for dust collection. The kit was designed and built by students from the Unit Operations Laboratory discipline, which used the Oriented Project, as an active teaching methodology. Thus, this work is relevant because incorporates an active method in the building process of knowledge, it also enables the acquisition of low-cost equipment for teaching laboratories. The geometry of the separation chamber was compact and used a cooler to promote air supply. About 234.5 g of sand was fed at the entrance of the equipment. After collecting the particles throughout the chamber, the samples were sieved, in order to calculate the individual collection efficiency. The cutting diameter of the particles retained in each compartment was calculated by literature correlations and computational fluid dynamics simulations. Through the simulations, the air velocity profile inside the chamber and the trajectory of the particles were obtained. The experimental results showed a global collection efficiency close to 100%, in which about 94% of the particles were collected in the first compartment. The cutting diameter values predicted by correlations and computer simulations were similar and close to those observed experimentally. Thus, this work developed a simple, low-cost and efficient didactic kit for solid-gas separation.
关键词：Enseñanza activa; Aprendizaje en base a proyectos; Separación sólido-gas.
其他关键词：Active learning; Project Based Learning; Solid-gas separation.