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dc.contributor.authorCunha, Túlio Mumic
dc.date.accessioned2022-05-31T13:33:53Z
dc.date.available2022-05-31T13:33:53Z
dc.date.issued2022-03-21
dc.identifier.citationCUNHA, Túlio Mumic. Simulação numérica do processo de secagem de concretos refratários em aplicações tecnológicas. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16209.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16209
dc.description.abstractRefractory ceramics are used in high temperatures due to their unique properties that enable a high thermal and chemical stability, mechanical strength, thermal properties and others. These materials are split into two main groups: shaped and monolithic. The latter acquires its shape during application and is commonly obtained as a powder, to which a liquid, commonly water, is added for mixing and for reacting with the binding agents to guarantee suitable green strength. Following, it is subjected to careful heating schedule to withdraw this water, because rapid generation of steam can lead to the failure of the lining. The drying process is often approached empirically in the industry, and this work aims to introduce a computational methodology for comparison and optimization of such heating profiles. Initially, a finite element method modeling was developed, with the help of a library, in Python, which was the basis for a number of simulations that were divided into three stages: profiles with constant heating rate, others with a plateau and also complex curves. The analyzes showed the need to use properties as a function of temperature, so it is as close as possible to a real material; high heating rates (≥ 50°C/h) are viable for linings with small thickness (< 20 cm); the withdrawal of free water at plateaus with temperatures below, but close to, the temperature of the beginning of the hydrate decomposition process enables the use of short plateaus at higher temperatures, speeding the drying process. Finally, using indicators such as drying status, resistance ratio and energy consumption, it was possible to compare the curves with each other to choose the one that best meets the needs of the end-user.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectconcreto refratáriopor
dc.subjectsecagempor
dc.subjectotimizaçãopor
dc.subjectsimulação numéricapor
dc.subjectrefractory concreteeng
dc.subjectdryingeng
dc.subjectoptimizationeng
dc.subjectnumerical simulationeng
dc.titleSimulação numérica do processo de secagem de concretos refratários em aplicações tecnológicaspor
dc.title.alternativeNumerical simulation of the drying process of refractable castables in technological applicationseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Pandolfelli, Victor Carlos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7369376873984839por
dc.contributor.advisor-co1da Luz, Ana Paula
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3470395641242374por
dc.description.resumoCerâmicas refratárias são aplicadas em altas temperaturas devido ao seu conjunto de propriedades que garantem elevada estabilidade térmica e química, resistência mecânica e propriedades térmicas. Estes materiais são divididos em dois grupos: os conformados e os monolíticos. O segundo grupo adquire seu formato durante a aplicação e comumente é obtido na forma de um pó, o qual se adiciona um líquido, comumente a água, para mistura e reação com os agentes ligantes para garantir uma resistência a verde adequada. Este material então é submetido a um aquecimento cauteloso, para a retirada desta água, uma vez que a geração de vapor de forma rápida pode acarretar em fratura do material. O processo de secagem, muitas vezes, é abordado na indústria de forma empírica e conservadora, por isto este trabalho busca introduzir metodologias computacionais para comparação e otimização de tais perfis de aquecimento. Inicialmente desenvolveu-se um modelamento por método dos elementos finitos, com a biblioteca FEniCS, em Python, o qual serviu de base para um número de simulações que foram dividas em três partes: curvas com taxa de aquecimento constante, curvas com um patamar e curvas complexas. As análises mostraram a necessidade do uso de propriedades físicas em função da temperatura, a fim de se aproximar do comportamento real do material; que elevadas taxas de aquecimento (≥ 50°C/h) são viáveis para revestimentos com baixa espessura (< 20 cm); que a retirada de água livre em patamares com temperaturas abaixo, porém próximas, da temperatura de início da decomposição dos hidratos viabiliza o uso de patamares de curta duração em temperaturas mais elevadas, agilizando o processo de secagem. Por fim, utilizando indicadores como estado da secagem, razão de resistência e consumo energético, foi possível comparar as curvas entre si para optar-se por aquela que melhor atende as necessidades do usuário final.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSpor
dc.description.sponsorshipId134347/2019-6por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9824712536380024por


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