Análise numérica e experimental de um secador contínuo tipo túnel utilizado na indústria de cerâmica vermelha

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.Uma das etapas mais importantes do processo de fabricação de produtos cerâmicos é a etapa de secagem. Esta etapa deve, de maneira geral, estar sincronizada com o processo de queima, caso contrário pode se tornar o gargalo para o aumento da produção. A secagem pode se dar de forma natural (ao ar livre) ou forçada, em equipamentos denominados secadores. Atualmente, o projeto, a construção e a regulagem destes equipamentos levam em conta muito mais o empirismo do que a compreensão fenomenológica. De maneira geral, são utilizados nos secadores combustíveis baratos ou uma parcela de energia que é recuperada dos fornos, os quais, não raro, utilizam um combustível mais nobre. Neste caso, o mau balanceamento entre a quantidade de energia total retirada e a quantidade de energia recuperada durante o resfriamento das peças, pode aumentar, consideravelmente, o consumo de combustível do forno. É apresentado um estudo do fenômeno da secagem, uma avaliação experimental das principais variáveis envolvidas no processo e a elaboração de um programa de simulação computacional para o projeto e a análise de secadores contínuos do tipo túnel. Com o auxílio do programa computacional é possível calcular o tempo de secagem, a capacidade de um secador, a energia requerida, a vazão de ar necessária, etc. Resultados experimentais obtidos através de testes de laboratório e atividades em campo são apresentados. Este trabalho foi desenvolvido dentro do contexto das pesquisas de desenvolvimento tecnológico para a aplicação de gás natural na indústria de cerâmica vermelha. One important step of ceramic products manufacturing is the drying procedure. The clay drying procedure must be synchronized with the clay firing procedure, otherwise it may become a limitation to the production enhance. The current adjusting and project of dryers are rather based on empirical knowledges. This work presents a study of clay drying phenomena and the experimental evaluation of the main variables of the process. The obtained data and parameters are used in a computational simulation program created, which serve as tool for project and analysis of continuous kiln dryers. The computational simulation program can be used to estimate the drying duration, the required thermal power, the air flow rate, etc. Experimental results are presented by laboratory and industrial tests. This work was developed in the context of applied researches on natural gas