Simulação e experimentação da secagem de tijolos cerâmicos vazados.
| Ano de defesa: | 2009 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| 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 DE PROCESSOS UFCG |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1654 |
Resumo: | Com aplicação nos mais variados setores, os materiais cerâmicos podem ser utilizados para fabricação de utensílios domésticos, materiais para construção civil e até mesmo revestimento de naves espaciais. Na fabricação de tijolos cerâmicos (por exemplo, na conformação e/ou secagem) podem surgir danos estruturais como trincas, deformações e empenamentos que diminuem a qualidade do produto final. A secagem é um processo termodinâmico, no qual ocorre a redução do teor de umidade do sólido, mediante o fornecimento de energia ao mesmo. 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 apresenta um estudo numérico e experimental da secagem de tijolos vazados. Um modelo matemático tridimensional transiente é apresentado para predizer a transferência de massa e calor e simular a distribuição do teor de umidade, temperatura no interior do sólido, considerando simetria em torno do centro do sólido, propriedades termofísicas constantes e variação de volume (encolhimento). Para validação da metodologia numérica foram realizados experimentos de secagem com tijolos cerâmicos vazados industrial de oito furos doados pela Cerâmica Cincera, localizada no município de Santa Rita-PB. Nos experimentos, foram usadas temperaturas de secagem de 50, 60, 70, 80, 90 e 100°C. Verificou-se que para temperaturas de 50 e 60°C e umidades relativas de 20,8% e 13,5% respectivamente a velocidade de secagem é menor, diminuindo os riscos de defeitos no produto. Já nas temperaturas de secagem de 80, 90 e 100°C, surgem altos gradientes de temperatura e umidade no interior do tijolo que geram tensões termo-hídricas, ocasionando grandes fissuras e trincas, principalmente nas regiões dos vértices e paredes internas dos furos principalmente no início do processo, diminuindo aparentemente com o tempo de processo devido as contrações da camada exterior e superior. |
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Simulação e experimentação da secagem de tijolos cerâmicos vazados.Simulation and experimentation of the drying of drained ceramic bricks.Secagem de tijolosTijolos cerâmicos vazadosSimulação de secagem - tijolosExperimentação da secagem - tijolosCerâmicaTijolos vazadosCeramic BricksMateriais cerâmicosArgilasEngenharia de Processos.Com aplicação nos mais variados setores, os materiais cerâmicos podem ser utilizados para fabricação de utensílios domésticos, materiais para construção civil e até mesmo revestimento de naves espaciais. Na fabricação de tijolos cerâmicos (por exemplo, na conformação e/ou secagem) podem surgir danos estruturais como trincas, deformações e empenamentos que diminuem a qualidade do produto final. A secagem é um processo termodinâmico, no qual ocorre a redução do teor de umidade do sólido, mediante o fornecimento de energia ao mesmo. 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 apresenta um estudo numérico e experimental da secagem de tijolos vazados. Um modelo matemático tridimensional transiente é apresentado para predizer a transferência de massa e calor e simular a distribuição do teor de umidade, temperatura no interior do sólido, considerando simetria em torno do centro do sólido, propriedades termofísicas constantes e variação de volume (encolhimento). Para validação da metodologia numérica foram realizados experimentos de secagem com tijolos cerâmicos vazados industrial de oito furos doados pela Cerâmica Cincera, localizada no município de Santa Rita-PB. Nos experimentos, foram usadas temperaturas de secagem de 50, 60, 70, 80, 90 e 100°C. Verificou-se que para temperaturas de 50 e 60°C e umidades relativas de 20,8% e 13,5% respectivamente a velocidade de secagem é menor, diminuindo os riscos de defeitos no produto. Já nas temperaturas de secagem de 80, 90 e 100°C, surgem altos gradientes de temperatura e umidade no interior do tijolo que geram tensões termo-hídricas, ocasionando grandes fissuras e trincas, principalmente nas regiões dos vértices e paredes internas dos furos principalmente no início do processo, diminuindo aparentemente com o tempo de processo devido as contrações da camada exterior e superior.With application in various sectors, the materiais can be used for the manufacture of household goods, building materiais and even coating of spacecraft. In the manufacture of bricks (for example, the conformation and / or drying) may cause damage to structural cracks, distortion and warping that diminish the quality of the final product. Drying is a thermodynamic process, which is reducing the moisture content of the solid, by providing energy to it. Through the study of computer simulations can predict the behavior of variables such as moisture, temperature and stress inside the bricks, you can get a drying process faster and optimized, avoiding wastage of raw materiais and fuel economy. Seeking improvements to the drying process of clay bricks, this paper presents a numerical and experimental study of the drying process of a hollow brick. A three-dimensional transient mathematical model is presented to predict the mass transfer and heat to simulate the distribution of moisture content, temperature inside the solid, considering the symmetry around the center of the solid, constant thermophysical properties and volume change (shrinkage). For validation of the numerical experiments were carried out with drying hollow bricks industrial donated by eight holes "Cerâmica Cincera", located in Santa Rita-PB. In the experiments, were used drying temperatures of 50, 60, 70, 80, 90 and 100°C. It was found that for temperaturas of 50 and 60°C and relative humidity of 20,8% and 13,5% respectively the drying rate is lower, reducing the risks of product defects. Already at the drying temperatures of 80,90 and 100°C, there are high gradients of temperature and humidity inside the brick tensionally thermal water, causing large cracks and broken, especially in the corners and the inner walls of the holes especially in the initial process, apparently reducing the processing time because thecon tractions of the outer layer and above.CNPqCapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOSUFCGLIMA, Antonio Gilson Barbosa de.LIMA, A. G. B.http://lattes.cnpq.br/4527387699298544NEVES, Gelmires de Araújo.NEVES, G. A.http://lattes.cnpq.br/3167458244674160VIEIRA, Fernando Fernandes.FARIAS, Fabiana Pimentel Macedo Farias.FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.SILVA, Wilton Pereira da.SILVA, Joselito Barbosa da.2009-12-172018-09-06T19:10:49Z2018-09-062018-09-06T19:10:49Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1654SILVA, Joselito Barbosa da. Simulação e experimentação da secagem de tijolos cerâmicos vazados. 2009. 199f. (Tese de Doutorado em Engenharia de Processos), Programa de Pós-graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2009. 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