Influência da posição de tijolos cerâmicos industriais vazados na cinética de secagem via CFD

Abstract

Os materiais cerâmicos são construídos a partir de matérias-primas naturais ou sintéticas. O processo de fabricação do tijolo cerâmico, após a matéria-prima ser retirada de jazidas, passa por tratamentos prévios como a homogeneização, etapas de conformação do material, secagem e queima. A secagem é a fase que precisa maior cuidado, pois garantirá a remoção de toda a umidade afim de preservar a qualidade do produto. A simulação por meio de modelo matemático é utilizada para representar dados experimentais. Este trabalho tem como objetivo predizer o fenômeno de transferência de calor e massa na secagem de tijolos cerâmicos através de modelos matemáticos. Considerando as propriedades termofísicas constantes, um modelo matemático tridimensional transiente foi usado para prever a transferência de calor e massa, o teor de umidade e a distribuição de temperatura no interior do sólido cerâmico. A construção da geometria e da malha foram feitas no software ICEM CFD. A configuração da simulação, como escolha das condições de contorno e iniciais foi feita com o software ANSYS CFX. Foram simulados secagem nas temperaturas de 60, 80 e 100°C sendo reproduzidos numericamente. A modelagem matemática proposta foi adequada e os resultados numéricos da temperatura no vértice dos tijolos e da massa de água perdida apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais. Enfim pode-se concluir que a posição do tijolo dentro da estufa afeta diretamente a sua secagem, em comparações realizadas com outros trabalhos, com o fluxo de ar em direção aos orifícios do tijolo resultou em diminuição do tempo de secagem e consequentemente, foi possível verificar que a economia energética em comparação a literatura.