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Transferência de calor e massa em sólidos porosos com forma paralelepipédica. Estudo de caso: secagem de fibras de sisal.

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dc.creator.ID DINIZ, J. F.B. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/6618902993266324 pt_BR
dc.contributor.advisor1 LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
dc.contributor.advisor1ID LIMA, A. G. B pt_BR
dc.contributor.advisor1ID Barbosa de Lima, A.G. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/4527387699298544 pt_BR
dc.contributor.referee1 BEZERRA, Ana Flávia Câmara.
dc.contributor.referee1ID BEZERRA, A. F. C. pt_BR
dc.contributor.referee1ID BEZERRA, ANA FLAVIA CÂMARA. pt_BR
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/3354178170419362 pt_BR
dc.contributor.referee2 ANDRADE, Tony Herbert Freire de.
dc.contributor.referee2ID ANDRADE, Tony Herbert Freire de. pt_BR
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/0150504693127852 pt_BR
dc.contributor.referee3 VIEIRA, Fernando Fernandes.
dc.contributor.referee3ID VIEIRA, F. F. pt_BR
dc.contributor.referee3ID VIEIRA, FERNANDO FERNANDES pt_BR
dc.contributor.referee3Lattes http://lattes.cnpq.br/1129711375633007 pt_BR
dc.contributor.referee4 SANTOS, Ivonete Batista dos.
dc.contributor.referee4ID SANTOS, I. B. pt_BR
dc.contributor.referee4Lattes http://lattes.cnpq.br/3782331553420822 pt_BR
dc.description.resumo Nos últimos anos, com a crescente conscientização de preservação do meio ambiente, e controle de poluição, o interesse pelo uso de fibras naturais em materiais compósitos poliméricos tem aumentado significativamente. No entanto, fibras vegetais são altamente higroscópica e o seu uso, quando úmida, na fabricação de compósitos, afeta fortemente as propriedades desses materiais. Buscando melhoria para o processo de secagem de fibras vegetais, este trabalho apresenta um estudo numérico e experimental da secagem de corpos fibrosos. Um modelo matemático tridimensional transiente foi desenvolvido para predizer a transferência de calor e massa e simular a distribuição do teor de umidade, concentração de vapor de água e temperatura no interior do corpo fibroso na forma de paralelepípedo, considerando simetria em torno do centro do sólido, propriedades termofísicas e volume constantes. A solução numérica da equação de difusão foi obtida via método numérico dos volumes finitos, considerando-se a condição de contorno convectiva na superfície do sólido. Para validação da metodologia numérica foram realizados experimentos de secagem com fibras de sisal da variedade Agave sisalana com teor de umidade médio de 11,19% (base seca). As fibras foram submetidas à secagem em estufa com circulação forçada de ar nas temperaturas de 50, 60, 70, 80 e 90°C. Foram propostos modelos matemáticos de camada fina (exponencial e logarítmico) para representar os dados experimentais da secagem das fibras de sisal, sendo seu ajuste realizado por análise de regressão não linear. Resultados experimentais das cinéticas de secagem e aquecimento das fibras foram apresentados e analisados. Verificou-se que as curvas de perda de umidade e temperatura das fibras de sisal foram influenciadas pela temperatura de secagem, mostrando uma variação gradativa com o tempo de secagem, sendo mais acentuada nas maiores temperaturas do ar de secagem. Resultados teóricos do teor de umidade e temperatura das fibras de sisal foram comparados aos resultados experimentais, permitindo a determinação do coeficiente de difusão de massa e dos coeficientes convectivos de massa e calor. Um bom ajuste foi observado entre os resultados preditos e experimentais, caracterizados por coeficientes de correlação próximos de 1,0. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharias pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Química pt_BR
dc.title Transferência de calor e massa em sólidos porosos com forma paralelepipédica. Estudo de caso: secagem de fibras de sisal. pt_BR
dc.date.issued 2018-11-30
dc.description.abstract In recent years, with the growing awareness of environmental preservation and pollution control, interest in the use of natural fibers in polymer composites has increased significantly. However, vegetable fibers are highly hygroscopic and their use, when wet, in the manufacture of composites, strongly affects the properties of these materials. Seeking improvement to the drying process of vegetable fibers, this work presents a numerical and experimental study of the drying process of fibrous bodies. A three-dimensional transient mathematical model was developed to predict the heat transfer and mass to simulate the distribution of moisture content, water vapor concentration and temperature inside the fibrous body in the form of a parallelepiped, considering the symmetry around the center of the solid, constant thermophysical properties and volume. The numerical solution of the diffusion equation was obtained by numerical method of the finite volumes, considering the condition of convective contour on the surface of the solid. For validation of the numerical methodology drying experiments were carried out with sisal fibers of the variety Agave sisalana with an average moisture content of 11,19% (d.b.). The fibers were subjected to oven drying with forced air circulation at 50, 60, 70, 80 e 90°C. Thin layer mathematical models (exponential and logarithmic) were proposed to represent experimental data on the drying of sisal fibers, and their adjustment was performed by non - linear regression analysis. Experimental results of drying and heating kinetics of the fibers were presented and analyzed. It was verified that the curves of moisture loss and temperature of the sisal fibers were influenced by the drying temperature, showing a gradual variation with the drying time, being more accentuated in the higher temperatures of the drying air. Theoretical results of the moisture content and temperature of the sisal fibers were compared to the experimental results, allowing the determination of the mass diffusion coefficient and the convective co-efficients of mass and heat. A good agreement was observed between the predicted and experimental results, characterized by correlation coefficients close to 1.0. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2424
dc.date.accessioned 2018-12-20T13:11:32Z
dc.date.available 2018-12-20
dc.date.available 2018-12-20T13:11:32Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Secagem pt_BR
dc.subject Fibras vegetais pt_BR
dc.subject Experimentos pt_BR
dc.subject Modelagem pt_BR
dc.subject Simulação pt_BR
dc.subject Volumes finitos. pt_BR
dc.subject Drying pt_BR
dc.subject Vegetable fibers pt_BR
dc.subject Experiments pt_BR
dc.subject Modeling pt_BR
dc.subject Simulation pt_BR
dc.subject Finite volumes. pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator DINIZ, Jacqueline Félix de Brito.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.description.sponsorship Capes pt_BR
dc.identifier.citation DINIZ, J. F. B.Transferência de calor e massa em sólidos porosos com forma paralelepipédica. Estudo de caso: secagem de fibras de sisal. 2018. 202 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos) – Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2424 pt_BR


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