Fundamentos, experimentos e simulação de tintas térmicas para aplicação em fornos cerâmicos
| dc.contributor.advisor1 | Pandolfelli, Victor Carlos | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7369376873984839 | por |
| dc.contributor.author | de Meo, Carlos Eduardo | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7369376873984839 | por |
| dc.date.accessioned | 2023-04-18T12:41:11Z | |
| dc.date.available | 2023-04-18T12:41:11Z | |
| dc.date.issued | 2019-03-13 | |
| dc.description.abstract | Regarding the current need of higher sustainability and cost reductions of industrial processes, some require high amounts of energy due to the high temperatures involved being siderurgy a good example. In these scenarios thermal radiation becomes the major heat transfer process. Therefore two main routes are explored in this work: the use of high emissivity and high reflecting coatings aiming for an energy saving technology. Using these products, one of them is able to maintain the refractories bulk properties altering only the surface ones. A methodology for choosing between high reflectance or high emissivity is quite complex since the understanding of thermal optical properties relies on concepts from solid state physics and non-linear partial differential equations to model the heat fluxes. As a way of solving this issue, in this work a methodology is proposed based on attesting the efficiency of commercial coatings and numerical simulation to study high complex scenarios, where its usage is not easily available, like an industrial furnace that belongs to Saint-Gobain company. The results found in this work highlights possible gains of close to 2% using a combination of high emissivity and reflectance coatings on the furnace, but, in combination with other techniques besides coatings, possible gains close to 20%. Besides that, in this work it has been proven that there is no unanimous solution in terms of one coating over the other one. Each system is unique and the best energy saving solution might be a combination of both. | eng |
| dc.description.resumo | Dentro da atual necessidade de melhoramento dos processos industriais visando maior sustentabilidade e redução de custos, existem alguns processos que requerem vultosas quantias de energia por ocorrerem em elevadas temperaturas, sendo o siderúrgico um dos melhores exemplos. Nesse ponto, a radiação térmica assume papel preponderante no total de trocas de calor e, portanto, nesse trabalho, estudou-se duas vertentes de preservação de energia para processos em alta temperatura: funcionalização de materiais refratários por meio do uso de tintas térmicas, podendo esses ser de alta reflectância ou alta emissividade. Dessa forma, é possível preservar as propriedades de “bulk” dos materiais refratários utilizados, alterando apenas as propriedades ópticas de superfície. A forma de escolher entre ambos é uma tarefa bastante árdua uma vez que os fenômenos que regem propriedades ópticas são descritos pela teoria quântica, sob o escopo da interação radiação matéria e por equações diferenciais não lineares para o cálculo da transferência de calor. Como forma de se contornar essa dificuldade, foi desenvolvido nesse trabalho uma metodologia alicerçada em comprovação empírica da eficiência de produtos comerciais e simulação numérica para contemplar cenários nos quais não se tem fácil acesso para a aplicação das tintas, como um forno industrial pertencente à empresa Saint-Gobain. Os resultados obtidos nesse trabalho indicaram ganhos de eficiência de cerca de 2% ao se utilizar uma combinação de tintas de alta emissividade e alta reflectância no forno e, em combinação com outras técnicas além do uso de tintas, ganhos que podem chegar a 20%. Além disso, nesse trabalho foi demonstrado que não existe unanimidade em termos de prevalência sobre uma tinta ou outra; cada sistema é único e a melhor solução energética pode ser uma combinação entre ambas. | por |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
| dc.description.sponsorshipId | Processo nº 134657/2016-0, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
| dc.identifier.citation | DE MEO, Carlos Eduardo. Fundamentos, experimentos e simulação de tintas térmicas para aplicação em fornos cerâmicos. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/17793. | * |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/17793 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Tintas térmicas | por |
| dc.subject | Tintas refratárias | por |
| dc.subject | Emissividade | por |
| dc.subject | Reflectância | por |
| dc.subject | Eficiência energética | por |
| dc.subject | Simulação numérica | por |
| dc.subject | Thermal coatings | eng |
| dc.subject | Refractory coatings | eng |
| dc.subject | Emissivity | eng |
| dc.subject | Reflectance | eng |
| dc.subject | Energy saving technology | eng |
| dc.subject | Numerical simulation | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | por |
| dc.title | Fundamentos, experimentos e simulação de tintas térmicas para aplicação em fornos cerâmicos | por |
| dc.title.alternative | Fundamentals, experiments, and simulation of thermal coatings for application in ceramic furnaces | eng |
| dc.type | Dissertação | por |
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