Abstract
A necessidade de investimento na melhoria de qualidade, produtividade, redução de custos e economia de energia de processo é uma preocupação crescente do setor ceramista. O processo de secagem consiste na remoção de umidade de um material através do aquecimento, envolvendo alto consumo de energia. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar teoricamente a secagem de sólidos cerâmicos vazados e com forma arbitrária utilizando uma modelagem matemática fenomenológica baseando-se no método da capacitância global. Resultados cinéticos de perda de massa e aquecimento do sólido vazado em diferentes condições operacionais são apresentados e analisados. Observou-se que a perda de umidade ocorre numa menor velocidade que o aquecimento do material, que o formato do sólido e sua relação área/volume afetam fortemente os fenômenos de transporte de calor e massa e que, dependendo da severidade, pode ocasionar danos na estrutura como deformações, trincas, empenamentos e perda do produto.
Highlights
A cerâmica é um material inorgânico, não metálico que, na sua maioria, tem a argila como constituinte
The drying process consists in moisture removal from a material through heating, involving high energy consumption
This work aim to study theoretically the drying of hollow ceramic solids with arbitrary shape using a phenomenological mathematical modeling based on the lumped capacitance method
Summary
No Brasil, a indústria de cerâmica representa 1,0 % do Produto Interno Bruto, tendo, desta forma, uma grande importância para a economia do país. A secagem é uma das operações unitárias mais utilizadas na indústria química onde sua função é remover água do material por meio de um ar de secagem, diferente da centrifugação ou prensagem que usam meios mecânicos. O ar de secagem transporta calor para o sólido fazendo com que a água do seu interior passe do estado líquido para o vapor ficando acumulado nas proximidades da superfície da peça, sendo também responsável pela retirada da água da superfície do material. Em se tratando de produtos de cerâmica vermelha, a etapa de secagem tem uma importância relevante no processo de fabricação destes materiais, uma vez que, nesse processo, tem-se a eliminação da água (que foi adicionada a argila, para conferir-lhe plasticidade e facilitar a moldagem) e o aquecimento das peças. Este trabalho tem como objetivo estudar teoricamente a secagem de sólidos cerâmicos vazados e com forma arbitrária utilizando uma modelagem matemática fenomenológica baseando-se no método da capacitância global
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