Estudo teórico da transferência de calor e massa na secagem de tijolos cerâmicos com forma paralelepipédica. - BRITO, Mirenia Kalina Teixeira de. (2016)
Na manufatura de materiais 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 póssecagem. 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 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 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. Verificou-se que o coeficiente de difusão de massa se mostra dependente do tipo de argila, teor de umidade inicial da amostra e da temperatura e umidade relativa do ar de secagem, variando de 0,22x10 -8 a 2,73x10-8m2/s, quando a temperatura aumentou de 60 para 110ºC, respectivamente, e que os vértices do sólido cerâmico secam e se aquecem mais rápido, gerando nessa região tensões que podem provocar trincas e deformações que podem comprometer a qualidade final do produto.