Modelagem e simulação do efeito de parede na transmissão de calor em um forno rotativo utilizado na produção de gesso beta

Os fornos rotativos utilizados para obtenção de gesso beta (CaSO4 .O,5H20), a partir da calcinação do minério de gipsita (CaS04 .2H20), apresentam como principais vantagens em relação aos demais tipos a produção de um gesso mais uniforme, melhor rendimento térmico e facilidade de automação. Contudo, estes fornos tiveram origem em adaptações dos fornos de fabricação de cimento Portland, necessitando de uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos no processo de transferência de calor, para a elaboração de modelos de simulação mais robustos para o dimensionamento adequado em processos de produção de gesso. Como contribuição à literatura desenvolveu-se um modelo matemático, para simular o efeito de parede através de variações do perfil de temperatura no interior do revestimento refratário de um forno rotativo. A instalação de termopares em diferentes distâncias radiais numa dada seção transversal do forno permitiu medidas experimentais para ajuste do modelo matemático proposto e posterior cálculo de propriedades termofísicas do refratário e do fluxo de calor entre a parede e o leito de sólidos. Este último parâmetro foi utilizado na simulação dos perfis de temperatura das fases em escoamento através do forno. O modelo matemático proposto descreve com boa precisão as variações de temperatura a partir da superfície do refratário. Ficou evidenciada a grande contribuição do efeito de parede na recuperação de parte do fluxo de calor normal à parede. Cerca de 70 % da parcela de calor armazenado retoma para o leito de sólidos. Isto, evidencia a necessidade do uso de revestimento refratário em fornos de calcinação de gesso, acenando-se para uma maior economia de energia ao se optar por se trabalhar com fluxos de gases com temperaturas mais baixasThe rotating kiln used for plaster attainment beta (CaSO 4 . O,5H 20), from the calcination of the crude gypsum ore (CaSO 4 . 2H 20), present as main advantages in relation to the toa much types the production of a plaster more uniform, better thermal efficiency and easiness of automation. However, these ovens had had origin in adaptations of the kilns of manufacture Portland cement, needing one better understanding of the involved phenomena in the process of heat transference, for the elaboration of more robust models of simulation for the sizing adjusted in processes of plaster production. As contribution to literature a mathematical model was developed, to simulate the effect of wall through variations of the profile of temperature in the inward of the refractory covering of a rotating kiln. The installation of thermocouples in different radial pitches in one given transversal section of the oven allowed measured experimental for smoothing of the mathematical model considered and afier calculation of thermophysical properties of refractory and the stream of heat between the wall and the solid stream bed. This last parameter was used in the simulation of the profiles of temperature of the phases in draining through the kiln. The considered mathematical model describes with good accuracy the variations of temperature from the surface of the refractory one. It was evidenced the great contribution of the effect of wall in the backup of part of the stream of heat to the wall. About 70 % the parcel stored heat it returns for the solid stream bed. This, evidences the necessity of the fractory covering use in kilns of plaster calcination, waving itself for a bigger economy of energy to if opting to if working with streams of gases with lower temperature