Analysis of the Parameters Associated to the Numerical Simulation of the Heat Transfer Process in Agricultural Products

Amendola, Mariângela

doi:10.5540/tema.2006.07.01.0001

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“…Isto porque esta metodologia se mostrou adequada, conforme revelam os trabalhos de Pirozzi (2002), Amendola (2003a), Amendola (2003bAmendola ( , 2004, Amendola & Teruel (2005), Pirozzi & Amendola (2005), e Amendola (2006a, b e c).…”

Section: Introductionunclassified

Determinação do coeficiente convectivo de transferência de calor de figos submetidos ao resfriamento rápido

Amendola

Dussán-Sarria

Rabello

2009

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

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RESUMOEste trabalho busca, como função principal, determinar o valor do coeficiente convectivo de transferência de calor através da metodologia de modelagem matemática e simulação numérica associada ao processo experimental previamente realizado, de resfriamento rápido com ar forçado de figos "Roxo de Valinhos". O objetivo foi comparar o resultado com o definido pelo ajuste entre os dados experimentais e o uso de equação empírica da literatura, já realizado. Para a predição da temperatura próximo ao centro das frutas, considerou-se o modelo da lei de Fourier em coordenadas esféricas e se implementaram algoritmos segundo os métodos de diferenças finitas e dos elementos finitos para os modelos unidimensional e tridimensional, respectivamente. O estabelecimento do referido valor se dá a partir da comparação desses dados simulados com os dados experimentais. Os valores resultantes dos dois modelos foram coincidentes e resultaram menores valores residuais que o obtido pela equação empírica; além disso, a representatividade da curva simulada mostra que a atual metodologia é mais precisa que a anteriormente realizada e, portanto, adequada para este e trabalhos futuros. ABSTRACTThe main purpose of this study is to determine the convective heat transfer coefficient value by using the methodology of mathematical modeling and numerical simulation associated with the experimental process previously performed, of the forced air precooling of the figs type 'Roxo de Valinhos'. The objective was to compare the result with the one determined by fitting an empirical equation from the literature to the experimental data. For the prediction of the temperature, near to the center of fruits, the Fourier law model was considered. Algorithms employing the finite differences and finite elements methods were implemented for the one-dimensional and three-dimensional models. The establishment of the referred value was performed through the comparison of these simulated data with the experimental data. The resulting values of the two models were coincident and generated a smaller residual value than the one obtained by the empirical equation. Furthermore, the representation of the simulated curve shows that the methodology of the mathematical modeling and numerical simulation is more accurate than the previous one and suitable for this and future work.

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Section: Introductionunclassified

Determinação do coeficiente convectivo de transferência de calor de figos submetidos ao resfriamento rápido

Amendola

Dussán-Sarria

Rabello

2009

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

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“…Soma-se o fato de que a determinação experimental da temperatura da superfície implica em um grau de incerteza grande, pela dificuldade para a colocação e fixação do sensor na superfície das frutas ( Amendola, 2003).…”

unclassified

Uso de um esquema implícito e de splines para a simulação numérica do processo de resfriamento de frutas esféricas

Amendola

Teruel

2005

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

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Este trabalho teve como objetivo desenvolver um estudo teórico através do modelo matemático de Fourier, em sua forma unidimensional e em coordenadas esféricas, o que é descrito por uma equação diferencial parcial linear de segunda ordem, para a obtenção das curvas e do tempo de resfriamento de frutas esféricas. Utilizou-se o Método das Diferenças Finitas (MDF) segundo o esquema implícito no ambiente computacional Matlab 6.1, analisando-se e comparando os principais resultados através do método de ajuste spline. O modelo matemático foi validado com dados experimentais do resfriamento de laranja Valência num sistema com ar forçado (Q = 1933 m³ h-1, e velocidade em torno de 1 m s-1), com temperatura inicial de 26,57 ºC e resfriada até 1 ºC. Os resultados teóricos obtidos com a simulação foram comparados com os encontrados com a aplicação de um modelo bidimensional desenvolvido em coordenadas esferoidais prolato, com o emprego do Método dos Volumes Finitos (MVF) implementado em Fortran 77. Os dois modelos e métodos aplicados mostram-se aptos para caracterizar o processo de resfriamento das frutas, principalmente em termos de valores práticos específicos, uma vez que geraram resíduos desprezíveis. Apesar destes resultados, o valor do coeficiente convectivo de transferência de calor foi significativamente diferente; tal variação mostra como este coeficiente é sensível a vários fatores do processo de resfriamento e, ainda, que se deve aprofundar as pesquisas para a determinação efetiva do valor do mesmo.

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Heat transfer and energy consumption in the freezing of guava pulp in large containers

Reno¹,

Resende²,

Peres³

et al. 2011

Applied Thermal Engineering

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Analysis of the Parameters Associated to the Numerical Simulation of the Heat Transfer Process in Agricultural Products

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Determinação do coeficiente convectivo de transferência de calor de figos submetidos ao resfriamento rápido

Determinação do coeficiente convectivo de transferência de calor de figos submetidos ao resfriamento rápido

Uso de um esquema implícito e de splines para a simulação numérica do processo de resfriamento de frutas esféricas

Heat transfer and energy consumption in the freezing of guava pulp in large containers

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