Este trabalho apresenta um estudo teórico da transferência de calor e massa durante a secagem de tijolos cerâmicos industriais em estufa. Foram propostos modelos matemáticos para descrever as cinéticas de secagem e aquecimento do tijolo em função do tempo de processo, considerando a existência das áreas superficiais interna e a externa e variações dimensionais do tijolo. Foram propostos modelos empíricos para predizer o comportamento do teor de umidade, temperatura superficial, volume e áreas superficiais interna e externa do produto. O estudo foi conduzido em diferentes condições operacionais do ar de secagem (50 a 100°C). Toda a modelagem foi ajustada a dados experimentais do teor de umidade médio, temperatura na superfície e dimensões médias do tijolo durante a secagem, em cada condição experimental, obtendo-se um bom ajuste e elevado coeficiente de determinação, evidenciando sua confiabilidade para ser usada na predição do problema físico. Da comparação, estimou-se o volume, as áreas superficiais interna e externa e os parâmetros de transferência de calor e de massa do tijolo.

The ceramic industry is one of the pillars of the Brazilian economy, characterized by making low-cost products and an obsolete manufacturing process from a technological point of view. Among the various stages of production of ceramic materials, drying is one of the most energy-consuming and, in general, causes structural damage to the product, compromising its mechanical performance and final quality. Despite the relevance, studies on the drying of ceramic materials are mostly conducted at the experimental level and limited to some specific operational conditions. In this scenario, this research aims to theoretically study the heat and mass transfers in industrial ceramic blocks during drying. Based on the lumped analysis method, and considering the dimensional variations of the material, new phenomenological mathematical models and their respective analytical solutions are proposed to describe the kinetics of mass loss and heating of the material. The predicted results referring to the thermal and gravimetric behavior of the block during the oven drying process under different conditions are compared with the experimental data, obtaining excellent agreement between the results. Furthermore, the transport coefficients were estimated, proving the dependence of these parameters on the drying air conditions. The convective mass transfer coefficient ranged from 6.69 × 10–7 to 15.97 × 10–7 m/s on the outer surface of the block and from 0.70 × 10–7 to 1.03 × 10–7 m/s on the inner surface of the material when the drying air temperature ranged from 50 to 100 °C. The convective heat transfer coefficient ranged from 4.79 to 2.04 W/(m2.°C) on the outer surface of the block and from 1.00 to 0.94 W/(m2.°C) on the inner surface of the material when air temperature ranged from 50 to 100 °C.

A humanidade passa por uma movimentação tecnológica nunca vista até o momento, em que a informação e a comunicação alcançam um plano essencial na vida das pessoas. Dentre as inovações tecnológicas, destaca-se as simulações computacionais, no qual pode ser conceituada como a construção e manipulação operacional de um modelo, ou seja, uma representação física ou simbólica de aspectos de um processo físico e ou social. As simulações são compostas de um arranjo de diversos esquemas numéricos dedicados a resolver problemas específicos como, por exemplo: resolver equações algébricas, resolver sistemas de equações lineares, interpolar e ajustar pontos, calcular derivadas e integrais, resolver equações diferenciais ordinárias, ou até mesmo problemas reais. Neste contexto, a presente pesquisa tem como objetivo realizar uma revisão bibliográfica sobre aplicações científicas e tecnológicas da derivada e integral usando simulação computacional, a partir de um estudo de caráter exploratório e bibliográfico. Verificou-se que o objetivo do trabalho foi cumprido, tendo em vista que foi apresentado quatro estudos que verificaram diversas aplicações, tais como: fluxos tridimensionais, escoamento superficial, interferência ondulatória, problemas de Finanças, Engenharia e Estatística.

Este trabalho objetiva estudar a secagem de sólidos porosos e com forma arbitraria usando o método da análise concentrada. Um modelo matemático fenomenológico avançado baseado numa análise concentrada e sua solução exata são apresentados para predizer as transferências de massa e calor em tijolos cerâmicos vazados industriais e estimar os coeficientes de transporte. Diferentes simulações foram realizadas para avaliar o efeito da temperatura do ar no processo de secagem. Resultados transientes do teor de umidade e temperatura do tijolo, e dos coeficientes de transferência de calor e massa convectivos são apresentados e discutidos. Verificou-se que, quanto maior a temperatura, maiores são os coeficientes de transferência de calor e massa convectivos na superfície do tijolo, e mais rápido o produto perde umidade e eleva sua temperatura. Do estudo, propõe-se uma condição otimizada de secagem do tijolo cerâmico industrial visando minimizar os defeitos no produto pós-secagem, aumentar sua qualidade para a etapa de queima, reduzir desperdícios de matéria-prima e economizar energia no processo.

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