Estudo teórico de um forno intermitente a gás natural, para a indústria cerâmica: modelagem e análise térmica transiente.

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: GOMEZ, Ricardo Soares.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Material Cerâmico; Secagem; Queima; Energia; Eficiência Térmica; Ceramic Material; Drying; Burning; Energy; Thermal Efficiency; Engenharia Mecânica
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8844

Secagem e queima de produtos cerâmicos são processos que necessitam de elevado consumo de energia. Tornar tais processos mais eficientes pode melhorar a qualidade do produto, reduzir o consumo energético e tempo de processamento e, consequentemente, promover ganhos econômicos e ambientais. Desta forma, este trabalho tem por objetivo quantificar teoricamente as transferências de calor que ocorrem em um forno cerâmico intermitente operando com gás natural durante as etapas de aquecimento e resfriamento, com e sem isolamento térmico. Toda a formulação matemática proposta é baseada nos princípios da conservação da energia (primeira lei da termodinâmica e lei de Fourier). Todo o estudo é feito via procedimentos matemáticos implementados no software Excel e planejamento experimental. Resultados de perdas de calor, distribuição de temperatura no isolamento térmico e ganho energético são apresentados e analisados. Verificou-se que a maior perda de calor ocorre por radiação nas paredes laterais do equipamento, e que é necessária uma quantidade considerável de energia para aquecer as paredes laterais, base e teto do forno. A fibra de vidro, atuando como isolamento térmico, é o material que proporciona uma maior redução na temperatura superficial externa máxima e um maior ganho energético, quando comparado com o forno sem isolamento térmico. Do planejamento experimental fatorial, foi possível obter modelos matemáticos preditivos que quantificam a influência da espessura e demais propriedades termofísicas do material isolante no ganho energético e na temperatura superficial externa máxima do forno.