Simulação da secagem de placas cerâmicas via método integral baseado em Galerkin utilizando condição de contorno de 1a espécie

Abstract

A secagem é um dos processos industriais mais comuns devido à sua praticidade e baixo custo. Os seus dois mecanismos principais são a transferência simultânea de calor e massa, que visam à retirada da umidade contida no interior dos corpos independentemente do método aplicado. Para que o processo seja realizado com eficiência é necessário controlar seus principais parâmetros: temperatura e tempo, assim evitam-se problemas comuns desses relacionados a essa operação, como trincas e empenamentos. Materiais cerâmicos, cuja matéria-prima principal é a argila, são especialmente suscetíveis a esses problemas, então para a melhor realização da secagem é importante realizar o estudo de modelagem matemática para prever com realismo físico e matemático os possíveis resultados do processo e antecipar problemas que poderiam causar deformações ao sólido em secagem, gerando melhores resultados experimentais. No entanto, modelos matemáticos são difíceis de trabalhar manualmente, então é cada vez mais comum entre pesquisadores da área, principalmente engenharia, a utilização de softwares que possam simular todo o processo operacional e indicar o melhor caminho para testes experimentais. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo simular a transferência de calor e massa em placas cerâmicas em duas temperaturas diferentes (80ºC e 110ºC), apresentar a diferença entre os seus processos e representar as respectivas curvas cinéticas. Para tal, foi adotada condição de contorno de 1ª espécie, método integral baseado em Galerkin (método GBI), considerando propriedades termo físicas constantes. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios, demonstrando as diferenças do processamento em diferentes temperaturas e eficiência entre a simulação e dados experimentais usados para validação.