Aplicação do método flash para a estimação da difusividade térmica da geléia de acerola
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2011 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5308 |
Resumo: | The analysis of the properties of heat and mass transfer in foods has been studied for many researchers due to their need for knowledge to feed the codes of optimization calculations and equipment design involving the addition and removal of energy. This work deals with the solution of an inverse problem of parameter estimation to estimate the thermal diffusivity and thermal conductivity of a sample of acerola jam. The direct problem is solved numerically using finite differences and the system of algebraic equations arising from the method is solved by explicit method. The experimental transient temperature profile required for the solution of the inverse problem is obtained by a thermal pulse method, specifically, via flash method. The experimental procedure consists of submitting a sample of acerola jelly confined in a cylindrical cavity with a thermal disturbance of short duration on one side (front) and measure the transient temperature evolution on the other side (back side). The acerola jelly was specially produced and analyzed physical and chemical for this purpose. For the thermal disturbance of the sample we used a device called a micro-flash, LFA model 457, manufactured by Netzsch. The pulse of short duration is from a power system that releases an energy equivalent to 15 joules per pulse and records the evolution of temperature using an infrared sensor, type ISB. This equipament has a system for generating laser pulse. The results are shown in terms of thermal diffusivity and thermal conductivity and are compared with the values available in literature for similar products. The values found for the thermal diffusivity of 0,121 to 0,148 mm2s-1 and the thermal conductivity of 0,372 to 0,497Wm-1 are in agreement with the values found by other techniques. |
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Aplicação do método flash para a estimação da difusividade térmica da geléia de acerolaFlash application of the method for estimation of thermal diffusivity jelly acerolaPropriedades termofisicasMétodo FlashGeléiaThermophysical propertiesFlash methodJellyENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe analysis of the properties of heat and mass transfer in foods has been studied for many researchers due to their need for knowledge to feed the codes of optimization calculations and equipment design involving the addition and removal of energy. This work deals with the solution of an inverse problem of parameter estimation to estimate the thermal diffusivity and thermal conductivity of a sample of acerola jam. The direct problem is solved numerically using finite differences and the system of algebraic equations arising from the method is solved by explicit method. The experimental transient temperature profile required for the solution of the inverse problem is obtained by a thermal pulse method, specifically, via flash method. The experimental procedure consists of submitting a sample of acerola jelly confined in a cylindrical cavity with a thermal disturbance of short duration on one side (front) and measure the transient temperature evolution on the other side (back side). The acerola jelly was specially produced and analyzed physical and chemical for this purpose. For the thermal disturbance of the sample we used a device called a micro-flash, LFA model 457, manufactured by Netzsch. The pulse of short duration is from a power system that releases an energy equivalent to 15 joules per pulse and records the evolution of temperature using an infrared sensor, type ISB. This equipament has a system for generating laser pulse. The results are shown in terms of thermal diffusivity and thermal conductivity and are compared with the values available in literature for similar products. The values found for the thermal diffusivity of 0,121 to 0,148 mm2s-1 and the thermal conductivity of 0,372 to 0,497Wm-1 are in agreement with the values found by other techniques.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA estimação das propriedades termodinâmicas e de transportes tem sido objeto de estudo de diversos pesquisadores devido à necessidade de seu conhecimento para alimentar os códigos de cálculos de otimização e projetos de equipamentos que envolvam adição e remoção de energia. Esse trabalho trata da solução de um problema inverso de estimação de parâmetros para estimar a difusividade térmica e a condutividade térmica de uma amostra de geléia de acerola. O problema direto é resolvido numericamente utilizando diferenças finitas e o sistema de equações algébricas advindo da aplicação do método é resolvido pelo método explicito. O perfil de temperatura transiente experimental necessário para a solução do problema inverso é obtido através de um método de pulso térmico, especificamente, via método flash. O procedimento experimental consiste de submeter uma amostra de geléia de acerola confinada em uma cavidade cilíndrica a uma perturbação térmica de curta duração em uma das faces (anterior) e medir a evolução da temperatura transiente na outra face (face posterior). A geléia de acerola foi especialmente produzida e analisada físico-quimicamente com essa finalidade. Para a perturbação térmica da amostra foi utilizado um dispositivo, denominado de micro-flash, modelo LFA 457, fabricado pela Netzsch. O pulso de curta duração é originário de um sistema de potencia que libera uma energia equivalente a 15 Joules por pulso e registra a evolução da temperatura através de um sensor infravermelho, tipo ISb. Esse equipamento dispõe de um sistema de geração de pulso laser. Os resultados são mostrados em termos da difusividade térmica e da condutividade térmica e são comparados com os valores disponíveis na literatura para produtos da mesma natureza. Os valores encontrados para a difusividade térmica de 0,121 à 0,148 mm2s-1 e para a condutividade térmica de 0,372 à 0,497Wm-1°C-1 estão em acordo com os valores encontrados por outras técnicas.Universidade Federal da ParaíbaBREngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBSilva, Zaqueu Ernesto dahttp://lattes.cnpq.br/5266867099516480Silva, Mirtes Aparecida da Conceição2015-05-08T14:59:32Z2018-07-21T00:03:26Z2011-08-012018-07-21T00:03:26Z2011-04-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSILVA, Mirtes Aparecida da Conceição. Aplicação do método flash para a estimação da difusividade térmica da geléia de acerola. 2011. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2011.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5308porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T00:30:00Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/5308Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2018-09-06T00:30Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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