Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-12T20:27:50Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ VIEIRA DA SILVA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 3956370 bytes, checksum: bb7bbea5e31bda7d9464ab4275ea11d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-12T20:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ VIEIRA DA SILVA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 3956370 bytes, checksum: bb7bbea5e31bda7d9464ab4275ea11d2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / CNPq / Este trabalho teve como objetivo estudar numericamente e experimentalmente a transferência de calor e massa durante a secagem de grãos de arroz em casca da cultivar BRSMG-CONAI. Um modelo matemático tridimensional transiente foi apresentado para predizer a transferência de massa e calor e simular a distribuição do teor de umidade e temperatura no interior do sólido, considerando a simetria do sólido, propriedades termofísicas e volume constantes. Foram realizados experimentos de secagem com grão de arroz em casca nas temperaturas de secagem de 40, 50, 60 e 70ºC doados pelo IPA (Instituto Agronômico de Pernambuco), localizado no município de Goiana-PE. O grão foi considerado como um elipsóide de revolução. Os resultados de teor de umidade obtido via CFD foram comparados com dados experimentais de secagem. Verificou-se que para baixas temperaturas a velocidade de secagem é menor, diminuindo os riscos de defeitos no produto e que, para temperaturas elevadas surgem altos gradientes de temperatura e umidade no interior do grão que geram tensões termo-hídricas, ocasionando grandes fissuras e trincas, principalmente no início do processo. Foram feitas comparações entre os dados teóricos e experimentais do teor de umidade médio e um bom ajuste foi obtido, que resultou na estimativa do coeficiente de difusão de massa em diversas condições de secagem. / This work aims to study numerically and experimentally heat and mass transfer during drying of rice grains (BRSMG-CONAI cultivar). A transient three-dimensional mathematical model to predict mass and heat transfer and simulate the moisture content and temperature distributions inside the solid considering solid symmetry, and constants thermophysical properties and volume is presented. Were performed drying experiments with rough rice grain in the drying temperatures 40, 50, 60 and 70°C supported by IPA (Agronomic Institute of Pernambuco), placed in Goiana-PE, Brazil. The grain was considered as an ellipsoid of revolution. Results of moisture content obtained via CFD were compared to experimental. It was found that at low temperatures the drying rate is lower, decreasing of risks in defects on the product and that for higher temperatures we have higher temperature and moisture content gradients inside the grain which generate thermal-hydric stresses, causing cracks and fissures mainly in the early stages of the process. Were made comparisons between theoretical and experimental data of average moisture content and a good fit was obtained, which resulted in the estimation of the mass diffusion coefficient in several drying conditions.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-11T21:47:59Z No. of bitstreams: 1 VERALÚCIA SEVERINA DA SILVA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 6421802 bytes, checksum: 9b42464393ac9c935bb0b5026ad45fc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T21:47:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VERALÚCIA SEVERINA DA SILVA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 6421802 bytes, checksum: 9b42464393ac9c935bb0b5026ad45fc2 (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / A secagem é um processo termodinâmico, em que há transferência simultânea de calor e a remoção da umidade de um material poroso. Os produtos argilosos quando expostos a uma secagem sem controle pode sofrer fissuras e deformações, reduzindo sua qualidade póssecagem. Este trabalho tem como objetivo estudar teórico e experimentalmente a transferência de calor e massa em sólidos com forma complexa com, com ênfase a secagem de materiais cerâmicos argilosos. Neste trabalho desenvolveu-se um modelo matemático para descrever as trocas de calor e massa durante o processo de secagem, utilizando o método da capacitância global em corpos vazados. A solução analítica das equações governantes foi feita usando o método de separação de variáveis. Foram realizados experimentos de caracterização química e terrmo-hídrica da argila, e secagem de materiais cerâmicos argilosos vazados e com formas não-convencionais, em diferentes temperaturas (60, 70, 80, 90 e 100ºC). Resultados da composição química e granulometria da argila, e cinéticos de perda de massa e aquecimento das peças cerâmicas são apresentados e analisados. Verificou-se que o processo de perda de umidade ocorre a uma velocidade mais baixa do que o aquecimento do material cerâmico, que a temperatura e forma do corpo afetam fortemente os fenômenos de transporte de calor e massa, que a secagem a baixa temperatura favorece a redução de problemas no material pós secagem e melhoramento na qualidade final, e que os números de Biot de transferência de calor e de massa influenciam diretamente no tempo que o produto atinge sua condição de equilíbrio. A comparação entre o teor de umidade e temperatura preditos pelo modelo matemático proposto e os dados experimentais permitiu a estimativa dos coeficientes de transferência de massa e calor na superfície do material, com boa precisão. / Drying is a thermodynamic process, in which there is simultaneous heat transfer and moisture removal of a porous material. Clay products exposed to drying without control may suffer cracks and deformations, reducing its quality post-drying. This work aims to study theoretical and experimental the drying of solids with complex shape. It was developed a mathematical model to describe heat and mass transfer during the drying process, using the global capacitance method of hollow bodies. The analytical solution of the governing equations was made using the variable separation method. It were realized experiments of chemical and thermo-hydric characterization of clay, and drying of hollow and non-conventional clay ceramic materials at different emperatures (60, 70, 80, 90 and 100ºC). Results of the chemical composition and granulometry, and mass loss and heating of ceramic parts are presented and analyzed. It was verified that the moisture loss process occurs at a lower velocity than the heating of the ceramic material, the temperature and body shape strongly affect heat and mass transport phenomena, drying at low temperature favors the reduction of the problems in the material post-drying and improvement in the final quality, and that Biot numbers of heat and mass transfer directly affect the time to the product to reach its equilibrium condition. Comparison between predicted and experimental moisture content and temperature permitted estimative of the convective heat and mass transfer coefficients at the surface of the material, with good precision.