Modelagem numérica de resfriamento de grãos em silos armazenadores

• Autor(a) principal: Silva, Anna Luiza Gomes da
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/12222
• topic: Modelagem computacional; Resfriamento de grãos; Mecânica dos fluidos; OpenFOAM; Modelagem computacional; Mecânica dos fluidos (Engenharia); Armazenamento de alimento; Computational modeling; Grain cooling; Fluid mechanics

Este trabalho tem como objetivo buscar o melhor modelo possível através da teoria da fluidodinâmica computacional para a modelagem numérica do processo de resfriamento de grãos em silos armazenadores. O processo de aeração envolve a insuflação de ar na massa de grãos armazenados com o intuito de preservar as características fisicoquimicas iniciais durante o período de armazenamento. A aeração, quando realizada adequadamente, pode auxiliar na redução das perdas ocasionados por insetos-praga e ou fungos e micotoxinas. Neste contexto, a mecânica dos fluidos computacional (CFD) surge como uma técnica importante para predição e estudo dos processos de resfriamento em silos armazenadores de grãos. O problema proposto é em regime transiente e leva em consideração a dependência das propriedades do material com a temperatura. A solução do problema envolve a análise de fluxo de ar, a transferência de calor e de massa na massa de grãos armazenados. Essa análise resulta em equações que descrevem o comportamento da velocidade do ar, da temperatura e da umidade do ar e da temperatura e do teor de água do grão. As equações que descrevem o comportamento dos fluidos são chamadas de equações de Navier-Stokes. O método ideal para este problema é o de Volumes Finitos, sendo um procedimento para se obter uma versão discreta das equações diferenciais parciais (EDPs) que são a forma em que as equações de Navier-Stokes se apresentam, a partir da integração da mesma em uma região, ou volume, do espaço. Foi escolhido o programa OpenFOAM para a simulação do resfriamento da massa de grãos em um silo, onde foram criados dois modelos, um que mostra o resfriamento do silo vazio e outro que considera a massa de grãos como um sólido. O modelo mais simplificado, sem a massa de grãos, se mostrou fiel à realidade do processo físico enquanto que o modelo com a massa de grãos obteve resultados incoerentes.