GRADIENTES DE TEMPERATURA OU UMIDADE ADIMENCIONAL EM MEIO POROSO: UM ESTUDO NUMÉRICO E ANALÍTICO

Abstract

Este trabalho teve como objetivo estudar o fenômeno da redução de umidade em meios porosos, utilizando simulação computacional no software Mathematica, para casos unidimensionais e tridimensionais em coordenadas cartesianas. Perfis de temperatura e de umidade, bem como da cinética do fenômeno de transferência de calor e/ou massa no interior de um produto cerâmico, são evidenciados de acordo com a variação do número de Biot e Fourier sob o ponto de vista de danos estruturais. Os resultados evidenciam que a forma do corpo interfere na cinética de secagem e aquecimento, assim, temperaturas do ar de secagem elevadas e umidades relativas baixas, implicam  numa secagem mais rápida do material. Quando as temperaturas e umidades relativas do ambiente de secagem são as mesmas para corpos de prova com dimensões diferentes, o teor de umidade inicial e relação área/volume dominam a cinética da secagem. O número de Biot associado a condições convectivas e as propriedades de transporte interferem fortemente nos gradientes de temperatura e/ou umidade, portanto é importante o controle do processo para evitar trincas e deformações no meio poroso. Os resultados obtidos da cinética de secagem se adequam muito bem em termos estatísticos ao modelo proposto, sendo assim possível calcular numericamente em trabalhos futuros os coeficientes de transferência de massa e de difusão.