Numerical analysis of the thermal profile inside the wall of a rotary cement kiln

Abstract

O presente trabalho buscou avaliar o perfil de temperatura ao longo do interior da parede de um forno de clínquer de uma indústria de cimento. O problema foi modelado pela equação da condução transiente de calor em coordenadas cilíndricas, considerando-se simetria radial. Sendo a parede composta de diferentes materiais, mesmo adotando-se propriedades físicas constantes, não há solução analítica para o problema. Empregou-se o método das linhas, sendo as direções radial e axial discretizadas por diferenças finitas e o sistema de equações diferenciais ordinárias resultante integrado no tempo até a obtenção do campo de temperaturas em regime permanente. O campo obtido foi compatível com fundamentos de transferência de calor e apresentou bom ajuste em relação a dados industriais. As principais limitações da modelagem realizada incluem o fato de os gases e sólidos contidos no forno não terem sido modelados e a variação nas espessuras das camadas da parede do forno não ter sido considerada. O programa desenvolvido pode ser empregado na avaliação do desempenho de diferentes refratários ou na inferência do nível de desgaste dos refratários a partir de perfis experimentais de temperatura na superfície do forno.