Modelagem numérica do escoamento de ar no interior de um balcão expositor refrigerado

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Hood, Leticia Moreira
• Orientador(a): Galarça, Marcelo Moraes, Porte, Anderson Favero
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Convecção Natural; Equipamento Expositor Refrigerado; Modelagem Numérica; Natural convection; Refrigerated Display Equipment; Numerical Modeling
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/10030

A refrigeração dos alimentos é a forma de conservação mais utilizada, capaz de manter a qualidade e as propriedades naturais dos alimentos. Em vista disto e, de modo a suprir as exigências impostas para a comercialização de determinados tipos de alimentos, estabelecimentos comerciais optam pela utilização de expositores refrigerados fechados (vitrines). Com o intuito de avaliar o processo de transferência de calor por convecção natural com escoamento turbulento no interior do equipamento expositor refrigerado fechado é realizado um estudo numérico, onde asolução das equações de transporte é feita através do Método dos Volumes Finitos (MVF) pelo software ANSYS/FLUENT. O escoamento é considerado bidimensional, incompressível, turbulento e em regime transiente. Inicialmente, o modelo numérico é verificado para o problema de cavidades quadradas com convecção natural em regime turbulento encontrado na literatura. No procedimento numérico, o algoritmo SIMPLEC (Semi Implicit Linked Equations-Consistent) é utilizado para tratar o acoplamento pressão-velocidade e o esquema Upwind de Segunda Ordem para o tratamento dos termos advectivos. O modelo k-ε standard é utilizado para resolver o escoamento turbulento. Os campos de temperatura e velocidade são avaliados para as temperaturas do evaporador de -10°C, -5°C e 0°C, com as temperaturas ambiente de 25°C e 35°C. Além do comportamento dos campos, é avaliado o número de Nusselt médio no evaporador e as taxas de transferência de calor no equipamento expositor para os seis casos analisados. Os números de Rayleigh para cada caso estudado são respectivamente, 1,43x109, 1,18x109, 0,94x109, 1,70x109, 1,45x109 e 1,22x109. Os resultados obtidos para cada experimento numérico mostram que o aumento da diferença de temperatura entre a temperatura imposta para o evaporador e a temperatura ambiente, provoca a alteração do comportamento da distribuição de temperatura e velocidade, além de influenciar na variação do número de Nusselt no evaporador e a taxa de transferência de calor. Dependendo do tipo de alimento, as temperaturas de armazenamento variam de 0°C até 10°C para mantê-los conservados, em vista disto, apenas um caso dentre os analisados não apresenta temperaturas ideais para conservação de alimentos refrigerados.