Secagem de tijolos cerâmicos argilosos industriais: uma investigação teórica usando modelos concentrados

Abstract

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.

Análise numérica da variação dimensional em blocos cerâmicos estruturais durante o processo de secagem

“…(5) (6) (7) onde, V0 e S0 correspondem ao volume e às áreas (interna e/ou externa) iniciais, e as variáveis a1, b1, k1, a2, b2, k2, a3, b3 e k3 são parâmetros estimados a partir do ajuste não-linear. Trata-se de uma pesquisa puramente teórica de caráter predominantemente quantitativo, que se baseia em trabalhos reportados na literatura (Silva, 2018;Pereira et al, 2018;Nascimento et al, 2020).…”

“…A modelagem matemática é uma área de conhecimento que estuda a simulação de sistemas reais com o intuito de prever o seu comportamento, ou seja, trata-se de uma área de conhecimento que tenta descrever matematicamente um fenômeno físico (Lima, 2017;Nascimento et al, 2020). Como a secagem é uma das etapas do processo de fabricação dos materiais cerâmicos que mais provoca problemas na peça, descrever o comportamento do teor de umidade em um sólido em função do tempo, através de modelos matemáticos, torna-se de grande relevância, principalmente ao nível industrial, uma vez que permite um melhor aproveitamento desse processo.…”

Investigating the Drying Process of Ceramic Sanitary Ware at Low Temperature

“…In the consulted literature, no studies were found that evaluated the drying process of ceramic materials at low temperatures (less than 50 • C). In addition, such works are limited to simpler geometries, such as hollow bricks and ceramic blocks [1,3,5,7,8,13,16,[19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35]. It was also noticed that the only operational parameter evaluated in the drying process of ceramic materials reported in the literature is the temperature of the drying air; parameters not being evaluated, for example, were cases involving the same temperature and different values for relative humidity and/or velocity, including dimensions variations.…”

Secagem de tijolos cerâmicos industriais e estimativa de parâmetros do processo: uma abordagem concentrada avançada

“…Os materiais cerâmicos são peças bastante utilizadas pela indústria civil e o seu processo de fabricação compreende diversas fases: exploração das jazidas, tratamento prévio das matérias primas, homogeneização, secagem, queima e a expedição (Sahu et., al, 2016;Avelino, 2018;Gomez et al, 2020).…”

“…Neste contexto, algumas pesquisas relacionadas a modelos de secagem aplicados a materiais cerâmicos, baseando-se numa análise concentrada, são reportadas na literatura (Almeida et al, 2003;Lima, 2014;Silva, 2016;Silva et al, 2016;Lima et al, 2018;Lima et al, 2020a;Nascimento et al, 2020;Lima et al 2020b;Lima et al, 2020c).…”