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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Transferncia simultnea de calor e massa em secagem de gros de cereais : uma abordagem por elementos de contorno
Autor(es): William Gonalves Vieira
Palavras-chave [PT]:

Transferncia de calor. Transferncia de massa. Problemas de elementos de contorno. Mtodos. Secagem de cereais. Transferncia de calor e massa. Brasil.
Resumo:
Resumo: A secagem um importante processo para conservao de gros de cereais durante sua armazenagem. Para ser realizada de maneira adequada, necessrio conhecer seus mecanismos. No estudo destes mecanismos, fundamental a utilizao de experimentos de laboratrio acompanhando uma situao real de secagem,e, de posse destes dados de laboratrio, que o mecanismo pode ser simulado computacionalmente. O estudo computacional, que o objetivo deste trabalho, modela o fenmeno fsico matematicamente e o processo simulado numericamente. Neste trabalho, para modelagem matemtica do problema de secagem, foi realizado um balano de massa e energia em um corpo esfrico chegando-se s equaes da difuso de calor e massa. Nas equaes obtidas, o termo - envolvendo gradiente mssico na equao da difuso trmica e o termo de vaporizao de umidade na condio de contorno, tornam o problema acoplado, o que difere dos trabalhos existentes na literatura. A escolha do perfil esfrico justifica-se por algumas espcies de gros apresentarem forma aproximadamente esfrica e pelas facilidades matemticas. utilizado o mtodo de Elementos de Contorno para resoluo do modelo, aproveitando a estrutura algbrica e computacional do modelo matemtico. Alm do modelo acoplado, foi resolvido um modelo desacoplado, com objetivo de comparar os resultados dos dois modelos. A modelagem foi aplicada a um gro de soja, considerado como um corpo esfrico, poroso e isotrpico, com 3.5 mm de raio. As equaes integrais resultantes da aplicao do mtodo de Elementos de Contorno ao problema com e sem acoplamento de umidade, foram resolvidas pelo mtodo de Colocao, utilizando-se 11 pontos de discretizao no domnio, com elementos quadrticos e interpolando linearmente, tambm usando elementos quadrticos no tempo. Os resultados de umidade obtidos numericamente so comparveis aos obtidos analiticamente e aos disponveis na literatura. Os resultados de temperatura obtidos numericamente a partir do modelo com acoplamento de massa so comparveis aos da literatura e se afastam dos resultados obtidas pelo modelo sem o termo de acoplamento de massa. Conclui-se ento que o modelo com termo de acoplamento adequado quando se deseja uma avaliao precisa do fenmeno. Esses resultados mostram tambm que o mtodo de Elementos de Contorno se constitui numa tcnica importante para analisar esses tipos de modelos por sua preciso, estabilidade e facilidade de programao computacional.

Abstract: Drying is an important process for grains conservation during their storage. In order to be done it in a suitable way it is necessary to know its mechanisms. These mechanisms are studied by laboratories experiments and follow a real drying situation and then simulating this mechanisms in computer. The computer studies, which is the scope of this work, simulate the physics of the phenomena by mathematical equations and the process is numerically simulated by the Boundary Elements Method. For this, it was done both mass and energy balance in a spherical body and it was obtained the equations of mass and heat diffusion. In the resulted equations, the expressions involving mass gradient in the thermical diffusion equations and humidity vaporization expression in the boundary condition, become coupled the model in a way that is different from others in literature. The choice of spherical shape is because the mathematical facilities and by the fact of several grains present spherical shape profile. Boundary Element Method is used in order to take numerical and computational advantages from the mathematical model. Furthermore, an uncoupled model was also solved, in order to compare results from two models. The suggested modeling was applied to one soybean grain, considering it as a spherical, porous and isotropic body with 3.5 mm radius. The integral equations obtained by applying the boundary element method to the problem with and without moisture coupling was solved by the collocation method, using quadratic discretization in domain, and linear interpolation in time. The moisture results, obtained numerically, have good agreement to analytical and available literature results. The temperature's results obtained by the model with mass coupled were similar to literature results and they differ from the results obtained by the uncoupled mass term model. It concludes that the coupled model is suitable when one wish a precise evaluation from the phenomenon. Outcomes also show that the boundary element method is an important technique for analyzing cereal grain drying behavior by diffusion equation due its precision, stability and computers processing facilities.
Cdigo: vtls000079828
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 1997
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Luiz Henry Monken e Silva
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado)/
UEM: Ps-Graduao em Engenharia Qumica

Responsavel: beth
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: WilliamGV.pdf
Tamanho: 865 Kb (885298 bytes)
Criado: 06-08-2013 20:12
Atualizado: 06-08-2013 20:22
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