Transporte de calor e massa na secagem de tijolos cerâmicos vazados. - AVELINO, Daniel Oliveira. (2018)
A secagem, processo termodinâmico o qual ocorre a redução de teor de umidade do sólido mediante fornecimento de energia, compreende uma das etapas mais importante para fabricação da peça cerâmica, tanto pela energia gasta, quanto pelos efeitos indesejáveis que possam surgir nessa fase. Na fabricação de tijolos cerâmicos, por exemplo, podem surgir danos estruturais como trincas, deformações e empenamentos que diminuem a qualidade do produto final, por isso a importância do seu estudo. Com o estudo das simulações computacionais capazes de prever o comportamento de variáveis como teor de umidade, temperatura e tensões no interior dos tijolos cerâmicos, é possível obter um processo de secagem mais rápido e otimizado, evitando desperdícios de matérias-primas e economia de combustíveis. Buscando melhorias para o processo de secagem de tijolos cerâmicos, este trabalho tem como objetivo principal estudar numericamente o transporte de calor e massa na secagem de tijolos cerâmicos vazados (oito furos), incluindo as tensões termo-hidro-mecânicas. Um modelo matemático tridimensional transiente é apresentado para predizer a transferência de massa e calor, baseado na teoria de difusão líquida, e para as tensões internas baseado na lei de Hooke generalizada. A sua solução numérica é obtida pelo método dos volumes finitos. Como resultados são apresentadas as cinéticas de secagem e aquecimento para temperaturas de 50° C, 70° C e 100°C, bem como, os gráficos de distribuição de umidade, temperatura e tensão internas para as mesmas condições. A partir dos resultados, verifica-se que os maiores gradientes de umidade, temperatura e tensões internas ocorrem nas superfícies externas e internas, principalmente nos vértices. Observa-se também que as tensões internas em todos os tempos e para todas as temperaturas analisadas são predominantemente de tração, muito em função da perda de umidade e retração volumétrica. Além disso, o modelo de difusão liquida se mostrou adequado para representar a secagem de tijolos cerâmicos vazados, utilizando-se os coeficientes de difusão mássica e de calor efetivos, que são da ordem de 10 a 10¹¹.