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Title: Transferência de calor e de massa em materiais compósitos poliméricos reforçados por fibras vegetais: modelagem avançada e simulação.
Other Titles: Heat and mass transfer in polymeric composite materials reinforced by vegetables fibers: advanced modeling and simulation.
???metadata.dc.creator???: SANTOS, Wanessa Raphaella Gomes dos.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CARVALHO, Laura Hecker de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: CAVALCANTI, Wilma Sales.
???metadata.dc.contributor.referee3???: OLIVEIRA, Iran Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SANTOS, Danielton Gomes dos.
Keywords: Compósitos poliméricos;Polymeric composites;Compuestos poliméricos;Sisal;Umidade;Moisture;Humedad;Temperatura;Temperature;Modelo de Langmuir;Langmuir model;Volumes finitos;Volúmenes finitos;Finite volumes
Issue Date: 23-Aug-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SANTOS, W. R. G. dos. TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA EM MATERIAIS COMPÓSITOS POLIMÉRICOS REFORÇADOS POR FIBRAS VEGETAIS: modelagem avançada e simulação. 2019. 187 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos), Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019
???metadata.dc.description.resumo???: Materiais compósitos tem se tornado de grande importância para a engenharia, uma vez que possuem certas propriedades não obtidas por seus constituintes, individualmente. Compósitos poliméricos reforçados por fibras vegetais apresentam como vantagem baixa densidade, maior disponibilidade, alta deformabilidade, baixo custo e biodegradabilidade, contudo, a natureza hidrofílica das fibras vegetais afeta negativamente as propriedades mecânicas dos compósitos. Assim, torna-se essencial prever a dinâmica de absorção de umidade e aquecimento, e seus efeitos nas propriedades mecânicas dos compósitos. Este trabalho tem como objetivo estudar teoricamente, numa abordagem tridimensional e transiente, a absorção de umidade (modelo de Langmuir) e transferência de calor (Lei de Fourier) em materiais compósitos poliméricos reforçados por fibras vegetais. A soluções analítica (método de Transformada de Laplace) e numérica (Método de Volumes Finitos) das equações governantes são apresentadas e analisadas. Resultados das concentrações de soluto livre e aprisionado, teor de umidade, temperatura e teor de umidade médio obtidos no interior do material em diferentes instantes do processo são apresentados e analisados. Verificou-se que os gradientes de concentração das moléculas (livres e aprisionadas) são mais altos na superfície do material e que, quanto maior a concentração de soluto livre, maior a concentração de soluto aprisionado dentro do material, em qualquer tempo de processo. Além disso, observou-se que os efeitos geométricos e os parâmetros físicos do Modelo de Langmuir influenciam diretamente a cinética e distribuição das propriedades mássicas.
Abstract: Composite materials are of great importance for engineering, since they possess certain properties not obtained by their constituent materials individually. Polymeric composites reinforced by vegetable fibers, for instance, have low density, higher availability and deformability, low cost and biodegradability as advantages. However, the hydrophilic nature of vegetable fibers negatively affects the mechanical properties of these composites. Thus, it is essential to predict the dynamics of moisture absorption and heating, and their effects on the mechanical properties of these composites. The aim of this work is to study the moisture absorption (Langmuir model) and heat transfer (Fourier law) in polymeric composites reinforced by vegetable fibers using a three-dimensional and transient approach. The analytical (Laplace Transform method) and numerical (Finite Volume Method) solutions of the governing equations are presented and analyzed. Results of concentrations of free and entrapped solute, moisture content, temperature and average moisture content obtained within the material at different instants of the process are presented and analyzed. It has been found that the gradients of molecule concentrations (free and entrapped) are higher on the surface of the material and how higher the concentration of free solute, will be higher the concentration of solute entrapped within the material at any time. In addition, it was observed that the geometric effect and the physical parameters of the Langmuir Model directly influence the kinetics and distribution of the mass properties.
Keywords: Compósitos poliméricos
Polymeric composites
Compuestos poliméricos
Sisal
Umidade
Moisture
Humedad
Temperatura
Temperature
Modelo de Langmuir
Langmuir model
Volumes finitos
Volúmenes finitos
Finite volumes
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia do Produto
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/12733
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WANESSA RAPHAELLA GOMES DOS SANTOS - TESE (PPGEP) 2019.pdf7.26 MBAdobe PDFView/Open


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