TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA DURANTE A SECAGEM DE TIJOLOS CERÂMICOS ARGILOSOS: UM ESTUDO ANALÍTICO
Mirenia Kalina Teixeira Brito1; Danilo Brito Teixeira Almeida2; Antonio Gilson Barbosa Lima3
1 Unidade Acadêmica de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Campina Grande; 2 Unidade Acadêmica de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Campina Grande; 3 Unidade Acadêmica de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Campina Grande
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0029
Resumo
Na manufatura de materias cerâmicos argilosos, o produto é submetido as etapas de moldagem, secagem e queima. A secagem é um processo termodinâmico, por meio do qual ocorre a redução do teor de umidade do sólido, mediante o fornecimento de energia ao mesmo. Durante a secagem, dependendo das condições operacionais, podem surgir trincas, deformações e empenamentos que contribuem para reduzir a qualidade do produto pós-secagem. O transporte de umidade, do interior para superfície do material, pode ocorrer na forma líquida e/ou vapor, dependendo do tipo de produto e do percentual de umidade presente. Este trabalho apresenta um estudo analítico da secagem de sólidos paralelepipédicos. Foi desenvolvido um modelo matemático tridimensional transiente, baseado nas Leis de Fourier e de Fick, para predizer a transferência de calor e massa que ocorre no sólido, considerando propriedades termo físicas constantes e condições de contorno de 3ª espécie (convecção). Todo o formalismo matemático e solução analítica via método de separação de variáveis das equações diferenciais parciais que compõem o modelo referenciado foram apresentadas. Para obtenção dos resultados, foi desenvolvido um código computacional no ambiente do Software Mathematica®. Aplicação foi dada a secagem de tijolos cerâmicos comuns. Resultados simulados das cinéticas de aquecimento e secagem do sólido paralelepipédico, bem como as distribuições do teor de umidade e temperatura durante o processo são apresentados e discutidos.
Palavras-chave: Secagem; tijolos cerâmicos; modelagem; simulação; solução exata