Modelagem matemática e simulação 3D da distribuição do ar em secadores de fluxo misto

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Dombrowski, Aline Tampke
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ciências exatas e da terra; Modelagem matemática; Método dos Elementos Finitos; Secagem de grãos; Simulações 3D; Fluxo de ar
• Link de acesso: http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/5946

Após a colheita, os grãos possuem umidade elevada, não podendo ser armazenados nessas condições, pois esta danifica os grãos em curto período. Assim, estes devem ser submetidos ao processo de secagem, que tem o objetivo de reduzir o teor de umidade presente nos grãos, até um percentual adequado para o armazenamento, sem alterar as propriedades físicas, químicas e biológicas dos grãos. Portanto, é importante um sistema de secagem adequado e eficiente, abrangendo um fluxo de ar uniforme em toda a massa porosa dos grãos, para minimizar as perdas. Embora muitas pesquisas sobre secagem de grão já tenham sido desenvolvidas, a análise do fluxo do ar mostra-se escassa na literatura. Desse modo, o presente estudo tem por objetivo modelar matematicamente e computacionalmente a distribuição do fluxo do ar dentro de um sistema real de secagem de grãos, confrontando os resultados da simulação com os dados observacionais. O fluxo do ar 3D foi resolvido por meio do Método dos Elementos Finitos, com geometrias e malhas tetraédricas de sistemas reais de secagem de grãos, e para validar a efetividade da distribuição do ar foi utilizado o critério de vazão. A partir do desenvolvimento dos experimentos e das comparações com as simulações computacionais foi possível realizar a análise da pressão e a velocidade do ar. Foi realizada a análise de distribuição do ar dentro do secador. Desse modo, a fim de validar os resultados obtidos, foram coletadas as pressões estáticas em vários pontos do sistema real de secagem, realizando as devidas comparações entre os resultados simulados e experimentais e analisando o coeficiente de determinação, foi validado o modelo matemático, sendo que esse pode ser utilizado para otimizar o sistema real de secagem desde que observadas as diferenças de porosidade causadas pela umidade e movimentação dos grãos.