Tabela 3. T<strong>em</strong>peraturas (°C) <strong>de</strong>terminadas <strong>em</strong> distintas seções do forno.Distância (D) da entrada do forno (m)L* (cm) 19 21 23 25 27 31 33 35 37 39 41 43 455.7 880 914 928 958 991 1082 1118 1114 1114 1122 1118 1089 106415.7 857 890 905 942 988 1102 1130 1121 1119 1126 1122 1086 105925.7 847 884 894 934 986 1116 1140 1127 1122 1130 1126 1082 105335.7 852 887 895 936 989 1121 1141 1128 1123 1130 1127 1081 105445.7 875 905 913 948 994 1115 1133 1127 1122 1129 1128 1085 105855.7 855 886 897 937 990 1124 1140 1130 1124 1131 1129 1083 105565.7 855 886 898 937 989 1125 1140 1131 1125 1132 1130 1083 105575.7 864 893 905 942 991 1125 1139 1132 1125 1132 1131 1083 105585.7 858 890 901 939 991 1125 1140 1132 1125 1132 1130 1081 105495.7 858 890 901 939 991 1125 1140 1132 1125 1132 1130 1081 1054105.7 865 895 902 939 992 1127 1140 1131 1125 1132 1130 1080 1056115.7 876 902 910 947 992 1120 1133 1128 1124 1130 1129 1084 1058127.7 860 886 896 936 989 1123 1140 1131 1125 1131 1130 1080 1050135.7 860 886 896 936 989 1112 1130 1130 1125 1129 1126 1081 1051145.7 882 911 920 953 988 1095 1117 1122 1125 1125 1122 1087 1053Pré-aquecimentoQueima∆Tmax 35 30 34 24 5 45 24 18 11 10 13 9 11Tpeça 863 895 905 942 990 1114 1134 1127 1123 1129 1127 1084 1056Tforno 945 - 945 - 1015 1120 - 1121 1123 1125 1110 1050 1033∆T -82 - -40 - -25 -6 - +6 0 +4 +17 +34 +23* Distância dos termopares <strong>em</strong> relação à pare<strong>de</strong> do forno.Figura 9. Variáveis medidas durante o Ensaio IV.Além do volume e da t<strong>em</strong>peratura, a porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong>oxigênio dos gases <strong>em</strong>itidos pela chaminé <strong>de</strong> aspiração <strong>de</strong>fumos foi notavelmente reduzida <strong>em</strong> relação aos ensaiosanteriores. O volume e a t<strong>em</strong>peratura dos gases <strong>em</strong>itidospela chaminé <strong>de</strong> resfriamento foram mantidos constantes.Finalmente, o consumo específico para o produto processadofoi reduzido <strong>em</strong> 46 Kcal/Kg operando nestas condições,o que representa uma economia energética <strong>de</strong> 7,4%através do ensaio IV. Além do aumento da porcentag<strong>em</strong>mínima <strong>de</strong> oxigênio do forno, obteve-se uma ligeira reduçãoda pressão estática máxima na câmara.Do estudo realizado po<strong>de</strong>m ser extraídas as seguintesconclusões:• Ao analisar o perfil longitudinal <strong>de</strong> pressões no seiodo forno, observa-se a presença <strong>de</strong> um ponto <strong>de</strong>pressão máxima. Este ponto separa as zonas <strong>de</strong> influênciados ventiladores <strong>de</strong> aspiração <strong>de</strong> fumos e <strong>de</strong>resfriamento, e portanto, <strong>de</strong>termina dois sentidos <strong>de</strong>circulação dos gases no forno. A presença <strong>de</strong>ste pontocrítico possibilita a utilização da curva <strong>de</strong> pressões.• O valor máximo da pressão estática dos gases no seioda câmara do forno, para as condições e intervalos <strong>de</strong>pressões estudados, não <strong>de</strong>termina por si mesmo acirculação dos gases no seio do forno, e portanto n<strong>em</strong>a estabilida<strong>de</strong> e n<strong>em</strong> o consumo do mesmo.• Sob o ponto <strong>de</strong> vista da economia energética a localizaçãoótima do ponto <strong>de</strong> pressão máxima situa-se nazona <strong>de</strong> resfriamento. No entanto, se o gradiente <strong>de</strong>pressões entre a zona <strong>de</strong> resfriamento e <strong>de</strong> queima é<strong>de</strong>masiadamente elevado, a estabilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> funcionamentodo forno é baixa. Portanto, a curva ótima <strong>de</strong>Cerâmica Industrial, 5 (1) Janeiro/Fevereiro, 2000 31
pressões <strong>de</strong>verá favorecer o trânsito <strong>de</strong> gases da zona<strong>de</strong> resfriamento até a zona <strong>de</strong> queima, mas s<strong>em</strong> chegara <strong>de</strong>sestabilizar o funcionamento do forno.• A <strong>de</strong>terminação da porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong> oxigênio <strong>em</strong> umaregião da zona <strong>de</strong> resfriamento, próxima da zona <strong>de</strong>queima, informa a respeito do sentido <strong>de</strong> fluxo dosgases, sendo uma medida indicativa do perfil <strong>de</strong>pressões estáticas no seio do forno.• Ao incr<strong>em</strong>entar-se a porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong> oxigênio nosgases <strong>de</strong> combustão, como conseqüência da entrada<strong>de</strong> ar da zona <strong>de</strong> resfriamento, verificou-se a possibilida<strong>de</strong><strong>de</strong> reduzir o ar primário <strong>de</strong> combustão. Dest<strong>em</strong>odo tornou-se possível diminuir o consumo mantendoa porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong> oxigênio <strong>em</strong> níveis a<strong>de</strong>quadospara manter a qualida<strong>de</strong> do produto e a estabilida<strong>de</strong>do forno 22,23 .• O <strong>de</strong>senvolvimento do trabalho permitiu incr<strong>em</strong>entaro nível <strong>de</strong> controle exercido sobre o forno, possibilitandoo conhecimento contínuo do volume <strong>de</strong> ar <strong>de</strong>combustão e dos volumes e t<strong>em</strong>peraturas dos gases<strong>em</strong>itidos pelas chaminés do forno. Deste modo, obtém-sevalores representativos das variáveis, permitindo-seo tratamento estatístico das mesmas.• A redução do ar <strong>de</strong> combustão permite a redução dapressão estática na câmara e inclusive o aumento doconteúdo mínimo <strong>de</strong> oxigênio (1,5%), como conseqüênciada entrada <strong>de</strong> ar a partir da zona <strong>de</strong> resfriamentoaté a zona <strong>de</strong> queima. Deste modo,mantendo-se a pressão estática e a porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong>oxigênio na câmara <strong>de</strong>ntro dos valores a<strong>de</strong>quados,s<strong>em</strong> modificar a curva <strong>de</strong> t<strong>em</strong>peraturas, tornou-sepossível reduzir o consumo energético <strong>em</strong> 46 Kcal/Kg(7,4%).• De acordo com o dados obtidos, a redução do consumoenergético po<strong>de</strong> ser obtida através da diminuiçãodas perdas <strong>de</strong> energia originadas pelas<strong>em</strong>issões das chaminés <strong>de</strong> aspiração <strong>de</strong> fumos.• O <strong>de</strong>senvolvimento do balanço energético, para ascondições <strong>de</strong> operação do forno permite estabelecer arelação teórica entre o consumo específico e o volume<strong>de</strong> ar <strong>de</strong> combustão. Representando-se os valores experimentais<strong>de</strong>stas duas variáveis, obtém-se a mesma<strong>de</strong>pendência prevista pelo balanço. Por outro lado, osparâmetros experimentais, resultantes da equação <strong>de</strong>ajuste, são similares aos calculados teoricamente.Além disso, a representação gráfica e as equaçõesobtidas permit<strong>em</strong> realizar uma estimativa das perdaspor pare<strong>de</strong>s do forno, encontrando-se valores concordantescom outros estudos 9 .• D<strong>em</strong>onstrou-se que a otimização da curva <strong>de</strong> pressõese do sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong> combustão, reduzindo o volume <strong>de</strong> ar<strong>de</strong> combustão é um fator importante para reduzir oconsumo energético <strong>de</strong> um forno <strong>de</strong> monoqueima. Aaplicação <strong>de</strong>stas medidas permitiu, neste trabalho,uma economia energética global <strong>de</strong> 12%. Em conseqüência,qualquer esforço orientado neste sentidoaumentará o rendimento energético da operação <strong>de</strong>queima.Os princípios teóricos e a metodologia utilizada para arealização <strong>de</strong>ste trabalho po<strong>de</strong>m ser extrapolados aqualquer forno utilizado na fabricação <strong>de</strong> revestimentos.No entanto, a aplicação <strong>de</strong>sta medida está limitada por umsuprimento suficiente <strong>de</strong> ar <strong>de</strong> resfriamento, para conseguiruma pressão parcial <strong>de</strong> oxigênio mínima no forno queTabela 4. Relação do ∆T do ar primário com a economia energética(Supondo 17,5 Nm 3 <strong>de</strong> ar primário por Nm 3 <strong>de</strong> gás consumido).∆T (ºC)% <strong>de</strong> Economia Energética50 3.0100 6.0150 8.9200 11.9250 14.9300 17.8Figura 10. Análise <strong>de</strong> perfis transversais <strong>de</strong> t<strong>em</strong>peratura. Diferença<strong>de</strong> t<strong>em</strong>peratura das Peças-T<strong>em</strong>peratura.Figura 11. Análise <strong>de</strong> perfis transversais <strong>de</strong> t<strong>em</strong>peratura. Zona <strong>de</strong>pré-aquecimento.32 Cerâmica Industrial, 5 (1) Janeiro/Fevereiro, 2000