Predição de escoamento de ar em um secador tipo túnel: Avaliação do uso de placas de direcionamento de fluxo e de modelos de turbulência / Prediction of air flow in a tunnel type dryer: Evaluation of the use of plates direction of flow and turbulence models

Paula Giarolla Silveira, Jefferson Luiz Gomes Corrêa, Roney Alves da Rocha, Gustavo Pathelly Damasceno, Ronaldo Elias de Mello Júnior, Amanda Umbelina de Souza, João Renato de Jesus Junqueira, Juliana Rodrigues do Carmo

Abstract


A dinâmica dos fluidos computacional, conhecida como CFD (Computational Fluid Dynamics) utiliza métodos computacionais para simulação de fenômenos de transporte, obtendo assim distribuições de perfis de velocidade, pressão, concentração e temperatura. Este trabalho teve por objetivo a avaliação do uso de placas de direcionamento do escoamento e de modelos de turbulência usualmente reportados na literatura k-ɛ, BSL, SSG e SST na predição de perfis de velocidade durante o escoamento do ar em um secador convectivo (Eco Engenharia Educacional, MD018, Brasil). O fluxo de escoamento do ar e os campos de velocidade foram determinados com a utilização do pacote comercial Ansys-CFX®. As simulações tridimensionais desenvolvidas envolveram as equações de transporte: conservação de massa, quantidade de movimento e transferência de energia. Foi empregado método numérico de volumes finitos para o cálculo das equações diferenciais parciais. As equações algébricas foram resolvidas pelo algoritmo AMG (Algebraic Multi-Grid), utilizando como critério de convergência soma dos resíduos normalizados inferior a 1x10-6 para todas as variáveis. O acoplamento pressão-velocidade foi aproximado através do método trilinear. Considerou-se, nas simulações, regime de escoamento permanente. As condições de contorno foram: velocidade uniforme do ar na entrada do duto de alimentação do ar, pressão estática a 0 Pa na saída do secador e condição de não deslizamento nas paredes do secador. O uso de placas de direcionamento de ar proporcionou maior uniformidade das linhas de corrente. Por não haver alterações significativas entre os perfis de velocidade obtidos com os modelos de turbulência, entendeu-se que o modelo k-ε é o mais adequado por apresentar menor tempo de simulação e ser apto para reprodução do comportamento fenomenológico do ar em escoamento em um secador tipo túnel.


Keywords


CFD, secagem, escoamento de ar, alimentos

References


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DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv6n10-640

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