SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO PROCESSO DE AQUECIMENTO E DINÂMICA DOS GASES NO INTERIOR DE UM FORNO INDUSTRIAL

Resumo

Propõe-se neste trabalho um estudo detalhado da transferência de calor no interior de um forno industrial do modelo RAC220 destinado à produção de carvão vegetal. Este estudo é feito através de simulações computacionais em softwares comerciais, obtendo de forma qualitativa os perfis de temperatura para diferentes configurações propostas dos fornos. Para a solução do problema utilizou-se o método dos volumes finitos para resolver numericamente as equações de Navier-Stokes, da conservação da massa e da energia. O acoplamento pressão-velocidade foi resolvido pelo método do Passo Fracionado, e o esquema temporal utilizado foi o implícito. O fluido em questão deve ser newtoniano e incompressível e foram considerados os efeitos da temperatura na variação da densidade (Aproximação de Boussinesq). Para a elaboração do código numérico, foi utilizado o software Ansys-Fluent. A construção do código é de grande utilidade, já que permite obter informações importantes sobre o aquecimento e a dinâmica dos gases no interior do forno sem que seja necessário construir um protótipo e fazer experimentos e medições no mesmo. A construção de códigos desse tipo simboliza uma grande evolução na área de mecânica dos fluidos no sentido da otimização dos processos. Através da evolução dos códigos e das novas metodologias que vão surgindo, cada vez mais se dispõe de mais opções no tratamento de problemas de mecânica dos fluidos. As simulações foram realizadas no Laboratório de Mecânica dos Fluidos da Universidade Federal de Uberlândia.