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

Ano: 2009 | Volume: 13 | Número: 2

Autores: MARIANGELA AMENDOLA, Saul Dussán-Sarria, Anderson A Rabello

Palavras-chave: simulação numérica, frutas esféricas, modelo matemático, métodos numéricos

Resumo Português:

Este 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.

Resumo Inglês:

The 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.