Drying and firing of ceramic products are processes that require high energy consumption. Making these processes more efficient can improve product quality, reduce processing time and energy consumption, and promote economic and environmental gains. In this sense, this work aims to quantify heat transfer in an intermittent ceramic kiln during the heating and cooling stages, with and without thermal insulation. All mathematical formulation is based on the first law of thermodynamics. From the results, we conclude that the greatest heat loss occurs by radiation in the sidewalls of the equipment, and that a considerable amount of energy is required to heat the sidewalls, base, and ceiling of the kiln. Further, with the use of thermal insulation, it was concluded that a high reduction in the heat lost through the sidewalls was achieved, thus providing a global energy gain of approximately 35% and a reduction in the maximum external surface temperature from 249.34 to 79.47 °C when compared to the kiln without thermal insulation, reducing the risks of work accidents and thermal discomfort when in operation.

Currently, the oil industry deals with the challenge of produced-water proper disposal, and the membrane-separation technology appears as an important tool on the treatment of these waters. In this sense, this work developed a mathematical model for simulating the oil/water separation by a ceramic membrane. The aim was to investigate the thermal aspects of the separation process via computational fluid dynamic, using the Ansys CFX® 15 software (15, Ansys, Inc., Canonsburg, PA, USA). Oil concentration, pressure, and velocity distributions, as well as permeation velocity, are presented and analyzed. It was verified that the mathematical model was capable of accurately representing the studied phenomena and that temperature strongly influences the flow behavior.

Smoke is the main threat of death in fires. For this reason, it becomes extremely important to understand the dispersion of this pollutant and to verify the influence of different control systems on its spread through buildings, in order to avoid or minimize its effects on living beings. Thus, this work aims to perform thermo-fluid dynamic study of smoke dispersion in a closed environment. All numerical analysis was performed using the Fire Dynamics Simulator (FDS) software. Different simulations were carried out to evaluate the influence of the exhaust system (natural or mechanical), the heat release rate (HRR), ventilation and the smoke curtain in the pollutant dispersion. Results of the smoke layer interface height, temperature profile, average exhaust volumetric flow rate, pressure and velocity distribution are presented and discussed. The results indicate that an increase in the natural exhaust area increases the smoke layer interface height, only for the well-ventilated compartment (open windows); an increase in the HRR accelerates the downward vertical displacement of the smoke layer and that the 3 m smoke curtain is efficient in exhausting smoke, only in the case of poorly ventilated compartments (i.e., with closed windows).

Aiming to minimize the environmental pollution and reducing the production costs of the composite materials, the use of plant fibers improves their physical and mechanical properties. On the other hand, fibers have high water absorption, which may increase their volume and weaken the fiber/matrix interaction, affecting the mechanical features of the composites. Concerned with this problem, this research had the objective of making 3 and 10 millimeter-thick specimens, containing 23% (m/m) of Caroa fibers and 73% (m/m) of unsaturated polyester. Samples were withdrawn after 0, 2, 4, 7, 12 and 21 days of exposure at room temperature water (ASTM D570 − 98). Then, the test of tensile (ASTM D 3039), flexural (ASTM D 790-03) and impact (ASTM D 256) was realized and the mechanical properties were analyzed. The samples subjected to humidity had their fibers degraded and presented loss of mechanical properties, more significant in composite with 3 mm. For example, the reduction of the strengths tensile, after 21 days of test were 80% for composites with 3 mm and 60% for composites with 10 mm. Studies like this are important for long-term applications of such composites in humid environments.

Este trabalho apresenta um estudo teórico da transferência de calor e massa durante a secagem de tijolos cerâmicos industriais em estufa. Foram propostos modelos matemáticos para descrever as cinéticas de secagem e aquecimento do tijolo em função do tempo de processo, considerando a existência das áreas superficiais interna e a externa e variações dimensionais do tijolo. Foram propostos modelos empíricos para predizer o comportamento do teor de umidade, temperatura superficial, volume e áreas superficiais interna e externa do produto. O estudo foi conduzido em diferentes condições operacionais do ar de secagem (50 a 100°C). Toda a modelagem foi ajustada a dados experimentais do teor de umidade médio, temperatura na superfície e dimensões médias do tijolo durante a secagem, em cada condição experimental, obtendo-se um bom ajuste e elevado coeficiente de determinação, evidenciando sua confiabilidade para ser usada na predição do problema físico. Da comparação, estimou-se o volume, as áreas superficiais interna e externa e os parâmetros de transferência de calor e de massa do tijolo.

This work provides a numerical study of a polymer composite manufacturing by using liquid composite material molding. Simulation of resin flow into a porous media comprising fiber perform (reinforcement) inserted in a mold with preallocated ceramic inserts has been performed, using the Ansys FLUENT® software. Results of resin volumetric fraction, stream lines and pressure distribution inside the mold, and mass flow rate (inlet and outlet gates) of the resin, as a function of filling time, have been presented and discussed. Results show that the number of inserts affects the filling time whereas the distance between them has no influence in a process.

APRESENTAÇÃOEste livro reúne uma seleção dos trabalhos apresentados no III Simpósio de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (SiPGEM), que teve como tema: "Empreendedorismo e Inovação na Pesquisa", sendo realizado na Universidade Federal de Campina Grande, em Campina Grande, Brasil, de 2 a 4 de outubro de 2019.O simpósio surgiu em 2017, por inciativa dos alunos de mestrado do Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica, buscando melhorar e divulgar o programa. Assim, criou-se um evento científico local e regional, para a comunicação e divulgação da comunidade acadêmica, onde pesquisadores, pósgraduandos e graduandos são incentivados a expor seus trabalhos, palestrar e debater suas ideias.Nesta edição do evento, os trabalhos foram publicados no formato de resumo expandido, a fim de permitir que uma maior amostra do acervo científico apresentado no evento integrasse o livro. A comissão científica avaliou e selecionou ao todo vinte e dois trabalhos para compor este livro, no qual os tópicos abordados estão relacionados às principais linhas de pesquisa desenvolvidas no programa de pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFCG: Análise e Projeto de Sistemas Termomecânicos (AST), Fenômenos de Transporte e Energia (FTE), Processos Mecânico-Metalúrgicos (PMM). Acreditamos que os vinte e dois capítulos oferecem uma boa amostra das pesquisas desenvolvidas nessas áreas dentro da nossa comunidade acadêmica local, sendo uma valorosa fonte de informações técnicas, bem como inspiração para futuras pesquisas.Por fim, agradecemos a todos que contribuíram com seus trabalhos para composição desse livro, à UAEM/UFCG, a Editora Poisson pela parceria que tornou este trabalho possível, as agências de fomento as pesquisas (CNPq, CAPES, Fapesq-PB), ás empresas parceiras e a todos os componentes da comissão organizadora do evento, cujos esforços foram essenciais para realização deste trabalho.

Hidrociclones são equipamentos usados em processos de separação óleo-água. São considerados eficientes, compactos, seguros, de simples construção e manutenção, e baixo custo, quando comparados a outros equipamentos de semelhante aplicação. Diante disso, este trabalho tem como objetivo analisar numericamente o processo de separação da mistura óleo-água em um hidrociclone, quanto ao seu aspecto fluidodinâmico. Para a solução numérica das equações governantes utilizou-se o software Ansys CFX. Resultados dos campos de pressão e fração volumétrica da fase óleo, e do desempenho de separação do equipamento são apresentados e analisados. Dos resultados obtidos verificou-se que as maiores pressões ocorrem próximo as paredes e entrada do equipamento, que as maiores frações volumétricas do óleo ocorrem na região central e próximo a saída do hidrociclone, e que este equipamento apresentou uma eficiência de separação superior a 99,8%.