Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Verdério Júnior, Sílvio Aparecido [UNESP]
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/132487
http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/14-12-2015/000855350.pdf
Resumo: Because of the better flexibility in warning and high production, the continuous furnace tunnel is the better option to the processing of industrialized food products. The fuel used in the burners is usually natural gas, which despite the uncertainties and fluctuantions in costs, is becoming more popular in national industry. In this work, several three-dimensional physical models were developed - classified in testing models, parametric analysis and optimization - and used to the study, modeling and optimization of continuous food furnaces of tunnel type with indirect heating. It was chosen the OpenFOAM® opensource software for modeling of proposed problems. The geometry and the operating conditions were based in a bauruense food company to the process of pre-baking of pizzas. The effects of geometry, mesh, initial and boundary conditions, pressure-velocity coupling algorithm, field strengths, radiation heat exchanges using fvDOM and view/Factor, and modeling RANS k - E for turbulence to were evaluated about the flow parameters. The SIMPLE is the most indicated pressure-velocity coupling algorithm to this problem. The use of viewFactor radiation model proved more adequate. The heat exchanges by convection over the treadmill have proved little significant compared the heat exchanges by radiation, demonstrating the importance of correct modeling of this phenomenon. Differents geometries tests were made, and the furnace with the smaller ratio aspect geometric and, consequently, smaller height, showed to be most efficient, although this may result in practice, in limitations in its use
id UNSP_7aac8966db60ba44b5a4463dfd5c5230
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/132487
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®Application of a numerical model in optimizing food furnaces using OpenFOAM®FornosAnálise numéricaMetodos de simulaçãoAquecimentoFurnacesBecause of the better flexibility in warning and high production, the continuous furnace tunnel is the better option to the processing of industrialized food products. The fuel used in the burners is usually natural gas, which despite the uncertainties and fluctuantions in costs, is becoming more popular in national industry. In this work, several three-dimensional physical models were developed - classified in testing models, parametric analysis and optimization - and used to the study, modeling and optimization of continuous food furnaces of tunnel type with indirect heating. It was chosen the OpenFOAM® opensource software for modeling of proposed problems. The geometry and the operating conditions were based in a bauruense food company to the process of pre-baking of pizzas. The effects of geometry, mesh, initial and boundary conditions, pressure-velocity coupling algorithm, field strengths, radiation heat exchanges using fvDOM and view/Factor, and modeling RANS k - E for turbulence to were evaluated about the flow parameters. The SIMPLE is the most indicated pressure-velocity coupling algorithm to this problem. The use of viewFactor radiation model proved more adequate. The heat exchanges by convection over the treadmill have proved little significant compared the heat exchanges by radiation, demonstrating the importance of correct modeling of this phenomenon. Differents geometries tests were made, and the furnace with the smaller ratio aspect geometric and, consequently, smaller height, showed to be most efficient, although this may result in practice, in limitations in its useOs fornos contínuos do tipo túnel, dada a sua maior flexibilidade no aquecimento e alta produtividade, tornaram-se a melhor opção para o processamento de produtos alimentícios industrializados. O combustível utilizado nos queimadores é normalmente o gás natural, que apesar das incertezas e oscilações dos custos, vem ganhando espaço na indústria nacional. No presente trabalho foram desenvolvidos diversos modelos físicos tridimensionais - classificados em modelos de testes, de análises paramétricas e de otimização - e utilizados no estudo, modelagem e otimização de fornos alimentícios contínuos do tipo túnel com aquecimento indireto. Utilizou-se o software livre de código aberto OpenFOAM® para a modelagem dos problemas propostos. A geometria e condições operacionais utilizadas foram obtidas junto a uma empresa alimentícia bauruense para o processo de pré-assamento de pizzas. Os efeitos da geometria, malha, condições iniciais e de contorno, algoritmo de acoplamento pressão-velocidade, forças de campo, trocas de calor por radiação através dos modelos fvDOM e view/Factor e modelagem RANS k- E para a turbulência foram avaliados sobre os parâmetros do escoamento. O algoritmo de acoplamento pressão-velocidade mais indicado ao problema proposto é o SIMPLE. A utiilzação do modelo de radição viewFactor mostrou-se mais adequado. As trocas de calor por convecção sobre a esteira mostraram-se pouco significantes em relação as trocas por radiação, demonstrando a importância da correta modelagem desse fenômeno. Testes para diversas geometrias de forno foram realizados. O forno'com menor razão de aspecto geométrico e consequentemente, de menor altura, mostrou-se mais eficiente, embora isto possa provocar, na prática, limitações na sua utilizaçãoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Estadual Paulista (Unesp)Scalon, Vicente Luiz [UNESP]Padilha, Alcides [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Verdério Júnior, Sílvio Aparecido [UNESP]2016-01-13T13:26:48Z2016-01-13T13:26:48Z2015-09-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis173 f. : il.application/pdfVERDÉRIO JÚNIOR, Sílvio Aparecido. Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®. 2015. 173 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015.http://hdl.handle.net/11449/132487000855350http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/14-12-2015/000855350.pdf33004056080P852676391176165837553013301283276Alephreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESPporinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-01-04T06:21:20Zoai:repositorio.unesp.br:11449/132487Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-01-04T06:21:20Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
Application of a numerical model in optimizing food furnaces using OpenFOAM®
title Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
spellingShingle Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
Verdério Júnior, Sílvio Aparecido [UNESP]
Fornos
Análise numérica
Metodos de simulação
Aquecimento
Furnaces
title_short Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
title_full Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
title_fullStr Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
title_full_unstemmed Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
title_sort Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®
author Verdério Júnior, Sílvio Aparecido [UNESP]
author_facet Verdério Júnior, Sílvio Aparecido [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Scalon, Vicente Luiz [UNESP]
Padilha, Alcides [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Verdério Júnior, Sílvio Aparecido [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Fornos
Análise numérica
Metodos de simulação
Aquecimento
Furnaces
topic Fornos
Análise numérica
Metodos de simulação
Aquecimento
Furnaces
description Because of the better flexibility in warning and high production, the continuous furnace tunnel is the better option to the processing of industrialized food products. The fuel used in the burners is usually natural gas, which despite the uncertainties and fluctuantions in costs, is becoming more popular in national industry. In this work, several three-dimensional physical models were developed - classified in testing models, parametric analysis and optimization - and used to the study, modeling and optimization of continuous food furnaces of tunnel type with indirect heating. It was chosen the OpenFOAM® opensource software for modeling of proposed problems. The geometry and the operating conditions were based in a bauruense food company to the process of pre-baking of pizzas. The effects of geometry, mesh, initial and boundary conditions, pressure-velocity coupling algorithm, field strengths, radiation heat exchanges using fvDOM and view/Factor, and modeling RANS k - E for turbulence to were evaluated about the flow parameters. The SIMPLE is the most indicated pressure-velocity coupling algorithm to this problem. The use of viewFactor radiation model proved more adequate. The heat exchanges by convection over the treadmill have proved little significant compared the heat exchanges by radiation, demonstrating the importance of correct modeling of this phenomenon. Differents geometries tests were made, and the furnace with the smaller ratio aspect geometric and, consequently, smaller height, showed to be most efficient, although this may result in practice, in limitations in its use
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-09-02
2016-01-13T13:26:48Z
2016-01-13T13:26:48Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv VERDÉRIO JÚNIOR, Sílvio Aparecido. Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®. 2015. 173 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015.
http://hdl.handle.net/11449/132487
000855350
http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/14-12-2015/000855350.pdf
33004056080P8
5267639117616583
7553013301283276
identifier_str_mv VERDÉRIO JÚNIOR, Sílvio Aparecido. Aplicação de um modelo numérico na otimização de fornos alimentícios usando o OpenFOAM®. 2015. 173 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Faculdade de Engenharia, 2015.
000855350
33004056080P8
5267639117616583
7553013301283276
url http://hdl.handle.net/11449/132487
http://www.athena.biblioteca.unesp.br/exlibris/bd/cathedra/14-12-2015/000855350.pdf
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 173 f. : il.
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv Aleph
reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1803047245219627008