Descrição da secagem de placas cerâmicas por meio de um modelo de difusão

Abstract

O objetivo deste trabalho foi estudar o transporte de água, através do modelo da difusão líquida, em placas cerâmicas que podem ser usadas como revestimento de alvenaria, bem como apresentar um algoritmo de otimização baseado no método inverso. Para atingir os objetivos o algoritmo apresentado foi acoplado à solução analítica da equação de difusão, possibilitando determinar os parâmetros de processo a partir dos dados experimentais da secagem das placas. A condição de contorno empregada foi a de terceiro tipo e a geometria considerada foi a de um paralelepípedo. Uma vez determinados os parâmetros de processo, a cinética de secagem das placas cerâmicas foi simulada para cada temperatura. Os revestimentos cerâmicos foram moldados com argila vermelha, que também é usada na fabricação de tijolos e telhas. Amostras do produto com teor de umidade inicial em ~ 0,110 (bs) foram colocadas dentro de uma estufa a 50,0, 60,0, 70,0 e 90,0 ºC, e os dados da cinética de secagem foram coletados. A análise dos resultados obtidos, por meio dos gráficos das cinéticas de secagem e dos indicadores estatísticos, permite concluir que o modelo de difusão líquida descreve de forma satisfatória a cinética de secagem do produto. Os valores obtidos para o coeficiente de transferência convectivo de massa e para a difusividade efetiva da água foram consistentes com valores disponíveis.This work aimed to study the water transfer in ceramic plates that can be used as coatings masonry by a liquid diffusion model, as well as to present an optimization algorithm based on the inverse method. The presented algorithm was coupled to the analytical solution of the diffusion equation, enabling to determine the process parameters from the experimental data of drying the plates. The boundary condition employed was of the third kind and the geometry considered was a parallelepiped. Once the process parameters were determined, the drying kinetics of ceramic plates was simulated for each temperature. The ceramic plates were molded with red clay, which is also used in making bricks and tiles. Samples of the product with initial moisture content (dry basis) of 0.110 kg were placed into a kiln at 50.0, 60.0, 70.0 and 90.0 ºC and the data of the drying kinetics were obtained. The analysis of the obtained results (statistical indicators and graphics) makes it possible to affirm that the diffusive model adequately describe the drying kinetics. The values obtained for the convective mass transfer coefficient and for the effective water diffusivity were consistent with values reported.