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Title: Simulação e experimentação da secagem de cerâmica vermelha em sistemas térmicos industriais.
Other Titles: Simulation and experimentation of drying red ceramics in industrial thermal systems.
???metadata.dc.creator???: ALMEIDA, Genival da Silva.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIMA, Antônio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: NEVES, Gelmires de Araújo.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BEZERRA, Vanja Maria de França.
???metadata.dc.contributor.referee2???: NASCIMENTO, José Jefferson da Silva.
???metadata.dc.contributor.referee3???: SILVA, Wilton Pereira da.
Keywords: Secagem;Energia;Exergia;Cerâmica Vermelha;Sistemas Térmicos Industriais;Tijolo Vazado;Secador Industrial;Modelo Matemático;Drying;Energy;Exergy;Red Ceramics;Industrial Thermal Systems;Hollow Brick;Industrial Dryer;Mathematical Model
Issue Date: Apr-2009
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ALMEIDA, Genival da Silva. Simulação e experimentação da secagem de cerâmica vermelha em sistemas térmicos industriais. 2009. 209f. (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.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho tem como objetivo estudar teórica e experimentalmente a secagem de tijolos cerâmicos vazados em estufa e em secador industrial tipo túnel de fluxo cruzado, visando otimizar o processo de secagem. Um modelo matemático para descrever a transferência de calor e massa entre o ar e o produto que considera as propriedades termo-físicas variável, a porosidade do leito e a condensação do vapor de água no processo, e apresentado. A solução numérica das equações governantes e realizada usando o método dos volumes finitos. Foi desenvolvido um código computacional em linguagem do Mathematica®, para a obtenção dos dados numéricos. Para validar a metodologia numérica, foram realizados experimentos de secagem em tijolos cerâmicos vazados industriais, em estufa e em secador industrial tipo túnel. Resultados da temperatura, umidade absoluta e umidade relativa do ar, e do teor de umidade, dimensões e temperatura do solido durante o processo de secagem e ao longo do secador, são analisados e comparados com os dados experimentais. Concluiu-se que a secagem com temperatura variável (50 a 100°C) e umidade relativa alta (70 a 85%), assegura tijolos com excelente qualidade, e que o secador industrial apresenta baixas eficiências, energética (5,8%) e exergética (—13,6%), alto consumo de energia para evaporar a água do produto e grande desperdício de energia contida no ar de exaustão evidenciando ser a secagem um processo altamente dissipativo. Para um tempo total de secagem de 8 a 10 horas no secador industrial, uma retração volumétrica, variando de 9,15 a 14,84%, foi obtida para o tijolo.
Abstract: This work aims to study theoretical and experimentally the drying of holed ceramic bricks in oven and in an industrial tunnel dryer (cross-flow type). A mathematical model to describe heat and mass transfer between the air and product that considers variables thermophysical properties, porosity and condensation of water vapor in the process is presented. The numerical solution of governing equations is performed using the finitevolume method. A computational code in the Mathematica® language, to obtain the numerical data was developed. To validate the numerical methodology and to study the drying process, experiments were performed in oven and industrial tunnel dryer. Results of temperature, relative humidity and absolute humidity of the air and, moisture content, size and temperature of the solid during the drying process and along the dryer are analyzed and compared with experimental data. We conclude that drying with variable temperature (50 to 100°C) and high relative humidity (70 to 85%), ensures bricks with excellent quality, and that the industrial dryer presents low energy (5,8%) and exergy (-13,6%) efficiencies, high energy consumption to evaporate water from the product and a great loss of energy in the air exhaustion showing to be drying process highly dissipative. For a total drying time of 8 to 10 hours in the industrial dryer, the shrinkage of the brick has changed from 9.15 to 14.84%.
Keywords: Secagem
Energia
Exergia
Cerâmica Vermelha
Sistemas Térmicos Industriais
Tijolo Vazado
Secador Industrial
Modelo Matemático
Drying
Energy
Exergy
Red Ceramics
Industrial Thermal Systems
Hollow Brick
Industrial Dryer
Mathematical Model
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharias
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11369
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