Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273973.pdf: 3174724 bytes, checksum: 9c3f37638ef2bedce147d0e143a528b8 (MD5) / Hoje a simulação de reservatórios tem sido empregada freqüentemente na indústria petrolífera como uma ferramenta de análise de campos exploratórios. Este tipo de análise pode ocorrer antes do processo de recuperação, como uma forma de planejamento e predição de produção, ou mesmo durante o processo de exploração, auxiliando no planejamento estratégico de uma empresa. Para que isto seja possível os simuladores têm sido sensivelmente aprimorados ao longo dos anos, possuindo a capacidade de empregar cada vez mais os dados geológicos que representam os reservatórios. Ainda, a forma pela qual as equações empregadas são discretizadas também foi modificada devido à necessidade de maior acurácia nos cálculos. Atualmente métodos de volumes finitos são empregados e diversos tipos de malhas são utilizados. A tendência quanto às malhas utilizadas nas simulações de reservatórios é a substituição das tradicionais malhas corner-point pelas malhas não-estruturadas que podem facilmente se adaptar a falhas e fraturas, assim reproduzindo fielmente a geometria do problema a ser descrito. Neste contexto dois métodos numéricos são explorados neste trabalho, o Método de Aproximação do Fluxo por Múltiplos Pontos (MPFA) e o Método de Volumes Finitos baseado em Elementos (EbFVM). O intuito essencial é obter uma comparação das metodologias, onde um modelo simplificado de escoamento no interior da matriz porosa é utilizado. Para obtenção das equações discretas as equações diferenciais que regem o problema físico são obtidas a partir da integração das mesmas em volumes de controle discretos sem nenhuma correlação direta com os métodos, deixando claro que ambos são métodos de volumes finitos, apesar das diferentes nomenclaturas. As principais diferenças entre os dois métodos são obtidas durante a derivação dos termos de fluxo presentes na equação da pressão. Uma análise dos coeficientes presentes nas equações discretas é empregada para demonstrar a monotonicidade da solução obtida pelos dois métodos. Exemplos de aplicação com reservatórios anisotrópico e heterogêneo demonstram típicas soluções a serem obtidas quando estas metodologias são empregadas. / Today reservoir numerical simulation has been frequently used in oil industry as an analysis tool for exploratory fields. This kind of analysis can be employed before of the recovery process as a way of planning and predicting production, or even during the operation, assisting the strategic planning of the company. To make this possible, simulators have been developed over the years, holding the ability to employ the geological data that represents the reservoirs. Even the way in which the discretized equations are obtained also changed because of the need of greater alculations accuracy. Currently finite volume methods are employed and various types of grids are used. The new trend related to grids used in simulations is to replace the traditional corner-point grids by non-structured grids that can easily be matched to faults and fractures, faithfully reproducing the geometry of the problem being described. In this context two numerical methods are explored in this work, the Multipoint Flux approximation Method (MPFA) and the Element based Finite Volume Method (EbFVM). The essential aim is to get a comparison of both methodologies. A simplified flow model is considered inside the porous medium. The discrete equations are obtained through the integration of the differential equations over control volumes. This operation is performed without any specific property of the methods, so it will be clear that both are finite volume methods despite of the different nomenclatures. The main differences between the two methods appear during the derivation of the flow equations. Although, an analysis of the coefficients present in discrete equations is used to demonstrate the solution monotonicity. Application examples for heterogeneous and anisotropic reservoirs are solved and the main findings are pointed out.

ROCHA, J. R. S. Modeling and numerical simulation of fluid flow and heat transfer of a steel continuous casting tundish. 2017. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-07-25T11:20:37Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_jrsrocha.pdf: 3666906 bytes, checksum: 42780d960166d0354f84586d96a51b44 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-02T18:42:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_jrsrocha.pdf: 3666906 bytes, checksum: 42780d960166d0354f84586d96a51b44 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-02T18:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_jrsrocha.pdf: 3666906 bytes, checksum: 42780d960166d0354f84586d96a51b44 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Currently, the continuous casting process is the most used technique to produce steel. Being an inherently component of the caster machine, the tundish has been designed to be not only an intermediate vessel between the ladle and the mold, but also a device to remove inclusions and a metallurgical reactor. Therefore, the tundish has an important role in the continuous casting process. The physical model for heat transfer and fluid flow into the tundish is very complex, thus analytical solutions are not available. Physical studies might present many difficulties for analyzing the process. Hence, Computational Fluid Dynamics (CFD) emerges as an attractive alternative. CFD is based on numerical approaches that are used to solve several classes of engineering problems. The main goal of the present study is to analyze the fluid flow and temperature fields into an actual tundish configuration that is used in continuous casting processes of a local steelmaker company. Based on the performed simulations, some modifications in the geometry of the tundish are proposed in order to improve the steel quality; these modifications make use of weirs and dams. For solving the governing equations arising from the physical model, the Ansys CFX software, which is based on the Element-based Finite-Volume Method (EbFVM) were used. Simulations were performed using water and steel as working fluids for a turbulent flow in a 3D tundish. The results were presented in terms of velocity and temperature fields and Residence Time Distribution (RTD) curves, which evaluated them qualitatively and quantitatively. / O processo de lingotamento contínuo é o processo mais utilizado na produção de aço atualmente. Sendo um importante componente da máquina de lingotamento, o distribuidor tem sido projetado para atuar não apenas como um reservatório entre a panela e o molde, mas também como um dispositivo para remoção de inclusões e servir como um reator metalúrgico. Logo, o distribuidor assume um papel de relevância no processo de lingotamento contínuo. O modelo físico que rege a transferência de calor e escoamento dentro do distribuidor apresenta grande complexidade, tornando a sua solução analítica indisponível. Estudos físicos podem apresentar várias dificuldades para a análise do processo. Portanto, a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) surge com uma alternativa viável. CFD é baseada em aproximações numéricas as quais são utilizadas para a solução de várias classes de problemas de engenharia. O principal objetivo do presente trabalho é analisar os campos de escoamento e temperatura no interior de um distribuidor o qual é utilizado nos processos de lingotamento contínuo de uma companhia siderúrgica local. Com base nas simulações realizadas, modificações na geometria do distribuidor são propostas com o intuito de aumentar a qualidade do aço. Essas modificações são feitas através do uso de diques e barragens. Para a solução das equações de conservação originadas do modelo físico, o programa Ansys CFX, o qual utiliza o Método dos Volumes Finitos baseado em Elementos (EbFVM), foi utilizado. As simulações foram feitas utilizando-se aço e água como fluidos de trabalho para um escoamento turbulento em um distribuidor tridimensional. Os resultados foram apresentados em termos de campos de velocidade e temperatura e curvas de Distribuição de Tempo de Residência (RTD) as quais serviram para analisá-los qualitativa e quantitativamente.

FERNANDES, B. R. B. Implicit and semi-implicit techniques for the compositional petroleum reservoir simulation based on volume balance. 2014. 167 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T12:58:46Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_brbfernandes.pdf: 7978835 bytes, checksum: c09f3f36ed47d0d4733bed811d217c87 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T13:46:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_brbfernandes.pdf: 7978835 bytes, checksum: c09f3f36ed47d0d4733bed811d217c87 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T13:46:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_brbfernandes.pdf: 7978835 bytes, checksum: c09f3f36ed47d0d4733bed811d217c87 (MD5) Previous issue date: 2014-06-26 / In reservoir simulation, the compositional model is one of the most used models for enhanced oil recovery. However, the physical model involves a large number of equations with a very complex interplay between equations. The model is basically composed of balance equations and equilibrium constraints. The way these equations are solved, the degree of implicitness, the selection of the primary equations, primary and secondary variables have a great impact on the computation time. In order to verify these effects, this work proposes the implementation and comparison of some implicit and semi-implicit methods. The following formulations are tested: an IMPEC (implicit pressure, explicit composition), an IMPSAT (implicit pressure and saturations), and two fully implicit formulations, in which one these formulations is being proposed in this work. However, the literature reports some intrinsic inconsistencies of the IMPSAT formulation mentioned. In order to verify it, an iterative IMPSAT is implemented to check the quality of the IMPSAT method previously mentioned. The finite volume method is used to discretize the formulations using Cartesian grids and unstructured grids in conjunction with the EbFVM (Element based finite volume method) for 2D and 3D reservoirs. The implementations have been performed in the UTCOMP simulator from the University of Texas at Austin. The results of several case studies are compared in terms of volumetric oil and gas rates and the total CPU time. It was verified that the FI approaches increase their performance, when compared to the other approaches, as the grid is refined. A good performance was observed for the IMPSAT approach when compared to the IMPEC formulation. However, as more complex stencils are used, the IMPSAT performance reduces. / Em simulação de reservatórios, o modelo composicional é um dos mais usados para a recuperação avançada de petróleo. Entretanto, o modelo físico envolve um grande número de equações com uma complexa interelação entre elas. O modelo é basicamente composto por equações de balanço e restrições de equilíbrio. A forma como essas equações são resolvidas como, o grau de implicitude, a seleção das equações primárias, variáveis primárias e secundárias tem um grande impacto no tempo de computação. Com o intuito de verificar esse efeito, esse trabalho propõe a implementação e comparação de alguns métodos implícitos e semi-implícitos. As seguintes formulações são testadas: uma IMPEC (implicit pressure, explicit composition), uma IMPSAT (implicit pressure and saturations), e duas formulações totalmente implicitas, das quais uma destas está sendo proposta neste trabalho. Entretanto, a literatura relata algumas inconsistências intrínsecas da formulação IMPSAT mencionada. Para verificar isso, um IMPSAT iterativo foi implementado para verificar a qualidade nos resultados do método IMPSAT préviamente mencionado. O método de volumes finitos é usado para discretizar as formulações usando malhas Cartesianas e não-estruturadas em conjunto com o EbFVM (Element based finite volume method) para reservatórios 2D e 3D. A implementação foi realizada no simulador UTCOMP da Univeristy of Texas at Austin. Os resultados de diversos casos de estudo são comparados em termos das vazões volumétricas de óleo e gás e do tempo total de CPU. Verificou-se que as abordagens totalmente implícitas melhoram sua performance, quando comparado com os demais métodos, a medidaque a malha é refinada. Um bom desempenho foi observado para as formulações IMPSAT quando comparadas com a formulação IMPEC. Entretando, com o uso de conexões mais complexas entre os blocos da malha, o desempho da formulação IMPSAT reduziu.

[pt] Neste trabalho é apresentado o estudo da interação entre um jato supersônico e uma superfície plana, com o objetivo de analisar o comportamento do campo de velocidade, pressão e temperatura do escoamento. Este estudo encontra sua motivação no processo de descamação térmica de rochas duras, a qual pode resultar da iteração entre um jato a alta pressão e temperatura e a rocha. Este processo, que pode ser útil na perfuração de rochas duras e profundas, ocorre devido ao acúmulo de tensões térmicas na rocha, o qual pode acarretar sua fratura. Este tipo de processo também envolve diversos mecanismos aerodinâmicos e termodinâmicos, que são isoladamente fenômenos abertos. No desenvolvimento deste trabalho o escoamento foi modelado pelas equações de Navier - Stokes bidimensionais para uma mistura de gases perfeitos em um sistema de coordenadas cilíndrico. O modelo considerado para descrever o transporte turbulento é o modelo de uma equação de Spalart - Allmaras, o qual envolve a solução de uma equação diferencial para a viscosidade turbulenta. Estas equações são resolvidas utilizando-se uma metodologia de volumes finitos adaptada a escoamentos compressíveis. A descrição dos escoamentos transientes obtidos necessitou de diversas modificações ao código computacional existente. Estas modificações trataram, em particular, das condições de contorno, que utilizam a noção de características, e do modelo de turbulência. A estrutura do escoamento resultante da interação entre o jato supersônico e a parede é estudada, avaliando-se a influência (i) da distância entre a saída do jato e a parede, (ii) da razão de pressões entre o jato e o ambiente. Além disso, é examinada a evolução transiente do escoamento. Os resultados obtidos são analisados com vista a obter as melhores condições aerodinâmicas para o processo de descamação térmica. / [en] I in this work a study of the interaction between a supersonic jet and a planar surface is presented, with the aim to analyze the behavior of the velocity, pressure and temperature flowfield. This study finds its motivation in the process of thermal spallation of hard rocks, which may result from the interaction between a high pressure and high temperature jet and the rock. This process, that can be used in the drilling of hard and deep rocks, occurs due to the accumulation of thermal stresses in the rock, which can cause its fracture. This type of process also involves several aerodynamic and thermodynamic mechanisms, which are still open phenomena. In the development of this work the flow was modeled by the two-dimensional Navier-Stokes equation for a mixture of perfect gases in a cylindrical coordinates system. The model considered to describe the turbulent transport is the one equation of Spalart - Allmaras model, which involves the solution of a differential equation for the turbulent viscosity. These equations are solved using a finite volumes methodology which is adapted to compressible flows. The description of the obtained transient flow required several modifications in the existing computational code. These modifications involved, in particular, the choice of boundary conditions, that use the notion of characteristics, and the turbulence model. The structure of the flow resulting from the interaction between the supersonic jet and the wall is studied. In particular, are examined the influence (i) the distance between the jet and wall, (II) of the pressures ratio between the jet and the environment. Moreover, the transient evolution of the flow is examined. The obtained results are examined to determine the best aerodynamic conditions for the process of thermal spallation to occur.

Neste trabalho desenvolveu-se a modelagem matemática e computacional na análise de Funções de Interpolação nos Métodos de Volumes Finitos. As equações foram integradas no volume de controle onde nas fronteiras devem ser avaliados os fluxos advectivos e difusivos. Para calcular estes fluxos, utilizamos a função de interpolação cujo, principal objetivo é conectar estes pontos nodais. Utilizamos três esquemas de função de interpolação: CDS, UDS, QUICK estes esquemas foram escolhidos, pois apresentaram os menores erros de truncamentos possíveis. Em síntese, os testes computacionais mostraram as limitações dos esquemas CDS e UDS, bem como também revelaram os ótimos resultados do esquema QUICK. / In this work, the mathematical and computer modeling in the analysis of the interpolation functions in the Finite Volume Method was developed. The equations were integrated in the control of volume in which frontiers the advective and diffuse flows must be evaluated. The interpolation function, which main objective is to connect the nodal points, was used to calculate those flows. Three interpolation function schemes were used: CDS, UDS and QUICK. These schemes were chosen due to the fact that they present less errors and blockings. To sum up, the computer tests showed the limitations of the CDS and UDS schemes and the excellent results of the QUICK scheme.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 106951.pdf: 2213355 bytes, checksum: f67fa401eec7b56456172ac9007cec56 (MD5) Previous issue date: 1992 / Experimentação numérica do problema da descarga térmica bidimensional de jatos em ambiente uniforme ou estratificado, utilizando o método dos volumes finitos, aplicado a um sistema de coordenadas generalizadas. Para captar os efeitos de recirculação devidos a inversões térmicas, no caso de ambientes estratificados, o modelo matemático retém as equações na forma elíptica. O sistema elíptico de equações governantes é transformado do sistema de coordenadas cilíndricas para curvilíneas. Posteriormente, este é integrado e submetido a uma aproximação. O sistema resultante é resolvido por técnicas numéricas de solução de matrizes, sendo o acoplamento pressão-velocidade, oriundo da formulação incompressível, tratado pelo método PRIME. Para a validação da metodologia, simulam-se casos de convecção pura e mista no interior de um duto de secção circular, considerando o parâmetro adimensional Gr/Re. Posteriormente comparam-se resultados para jatos d'água descarregados no interior de um reservatório de mesmo fluído. Simula-se ainda um caso hipotético de inversão térmica e finalmente obtém-se resultados para escoamentos turbulentos, através da implementação de um modelo de turbulência algébrico simples, inicialmente proposto para um sistema parabólico de equações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2001 / Made available in DSpace on 2012-10-18T07:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273972.pdf: 1873851 bytes, checksum: 3f0c0365b02efcc9d086b42f14f7bb16 (MD5) / O presente trabalho tem enfoque no estudo de técnicas numéricas para a solução de problemas radiativos-condutivos envolvendo superfícies difusas cinzentas. Maior ênfase é dada nas duas principais etapas do processo de cálculo da transferência de calor: o cálculo do fator de forma entre superfícies e na metodologia de solução do problema conjugado da troca de calor radiativa-condutiva. Diversas técnicas para o cálculo do fator de forma considerando superfícies obstrutoras, como Dupla Discretização, Integral de Contorno e Hemi-Cube são analisados em aspectos como acurácia, eficiência e custo computacional. Um esquema baseado na metodologia CVFEM (Control Volume Finite Element Method) é utilizado para a discretização do problema condutivo em superfícies delgadas, sendo a parte radiativa resolvida utilizando o clássico método das radiosidades e sua performance comparada com uma implementação do método de Gebhart.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-27Bitstream added on 2014-12-02T11:21:16Z : No. of bitstreams: 1 000798799_20160301.pdf: 320640 bytes, checksum: b92523cbb10c33d7de2b92b3b77ddd2e (MD5) Bitstreams deleted on 2016-03-02T17:37:21Z: 000798799_20160301.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-02T17:38:07Z : No. of bitstreams: 1 000798799.pdf: 3377316 bytes, checksum: 182b607d4e6b0eccc36126444afd4739 (MD5) / A secagem de madeira é um importante processo no beneficiamento e utilização deste material. Através da retirada da água da madeira aumenta-se sua estabilidade dimensional, sua trabalhabilidade e sua resistência mecânica. Este trabalho tem por objetivo apresentar um modelo numérico para simular este processo com descrição da resolução deste modelo. Também como objetivo é apresentado uma simulação que possibilite o melhor entendimento do processo de secagem e a influencia das variáveis envolvidas. O modelo utilizado aqui envolve equações de transporte de calor e massa num plano bidimensional, e para sua resolução numérica o método dos volumes finitos, apropriado para equações destes tipos, fora utilizado. Ao aplicar esse método as equações são discretizadas e representadas por um sistema de equações lineares, onde as incógnitas descrevem a temperatura ou a umidade da madeira no centro de cada um dos volumes introduzidos na divisão do corpo de prova. Utilizou-se um código numérico no ambiente SCILAB 5.5.0, de licença livre, para a resolução deste sistema de equações resultante. O código apresentou perfis de temperatura e teor de umidade com comportamentos concordantes com os comportamentos relatados na literatura. Analisou-se a influência no tamanho da malha de volumes de controle e do tamanho do passo no tempo chegando-se a uma recomendação de uso de malhas superiores a 25x25 volumes de controle e passos de tempo inferiores a 240 minutos. Os resultados foram então comparados aos obtidos experimentalmente por Martinović et al. (2001). Obteve-se que a maior diferença entre os dados experimentais e os simulados para dois pontos diferentes da malha considerada, foi de 3,33% para a variável temperatura, e para o teor de umidade a maior diferença foi de 10,72%. Observou-se que as curvas obtidas com a simulação possuem o mesmo comportamento dos dados ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Drying wood is an important process for utilization of this material. By removing water, dimensional stability, workability and mechanical properties of lumber are increased. This paper aimed the presentation of a numeric model to simulate this process with its resolution. Also the paper aimed a simulation that could provide a better understanding of drying process and the influence of involved variables. The model used here involves transport equations of heat and mass in a two-dimensional plane, and for its numerical resolution, finite volume method, appropriate for these types equations, had been used. When applying this method the equations are discretized and represented by a system of linear equations, where the unknowns describe the temperature or humidity of the wood in the center of each of the volumes entering the division of the specimen. Were used a code in SCILAB 5.5.0 environment, free license, solving the equations. The program presented profiles of temperature and moisture content with behaviors consistent with the behavior reported in the literature. An analyze of the influence of the mesh size of the control volumes and the time step size were made and using higher 25x25 control volumes mesh and step time lower than 240 minutes is recommended. The results were compared to those obtained experimentally by Martinović et al. (2001). It was found that the biggest difference between the experimental and simulated data for two different grid points considered, was 3.33% for temperature, and moisture content was the biggest difference of 10.72%. It was observed that the curves obtained with the simulation have the same behavior of the experimental data. The simulation performed in this work describes the drying of European beech wood

O avanço no estudo da simulação numérica somado ao crescimento da capacidade computacional tem possibilitado a solução numérica de problemas de engenharia cada vez mais complexos. Modelos numéricos mais acurados e robustos têm sido desenvolvidos, aproximando os resultados numéricos dos experimentais. Neste caminho, o presente trabalho tem como objetivo a análise numérica comparada a dados experimentais de ondas de pressão na admissão de ar de um motor de combustão interna, se utilizando do método dos volumes finitos. Para isso, utilizou-se a pressão colhida experimentalmente na porta da válvula como condição de contorno e obteve-se a pressão nos pontos de monitoramento ao longo do domínio. Esta situação física trouxe diversos problemas a serem solucionados ao longo da história, sendo então resolvido no presente trabalho se utilizando do esquema de Runge-Kutta para integração explícita no tempo fictício e do esquema Three-Point Backward Difference (BDF2) para integração implícita no tempo físico. Isto é, se utiliza do Dual Time-Stepping (DTS) na integração temporal, pois usa a matriz de pré-condicionamento para condicionar a solução do problema para escoamentos compressíveis e incompressíveis em todas as velocidades, e esta matriz deteriora a acuracidade temporal que é devolvida pelo DTS. O tratamento dos fluxos invíscidos foi baseado no método da separação dos fluxos de Roe, através do pacote computacional Star CCM+. Percebeu-se que o método se encaixa muito bem na situação estudada, modelando o comportamento físico realisticamente. A velocidade de propagação das ondas de pressão e suas amplitudes são muito próximas dos valores experimentais, tendo os gráficos de seu comportamento em todos os pontos de monitoramento, boa concordância com os gráficos gerados experimentalmente. / The advance in the field of numerical simulation added to the growth of computational capability has enabled the numerical solution of engineering problems become more and more complex. More accurate and robust numerical models have been developed, approximating the numerical and experimental results. In this way, this work aims at the numerical analysis compared to experimental data of pressure waves in the air intake of an internal combustion engine, using the Finite Volumes Method. The pressure is experimentally measured in the valve port and inserted as a boundary condition to obtain the pressure in the monitoring points along the domain. This physical situation has brought many problems to be solved throughout history. The present work applied the Runge-Kutta explicit integration in pseudo-time and Three-Point Backward Difference (BDF2) for implicit integration in physical-time. It is used the Dual-Time Stepping (DTS) for temporal integration, and the preconditioning for incompressible and compressible flows at all speeds deteriorates the temporal accuracy which is returned by DTS. The treatment of inviscid flows was based on the Flux Difference Splitting scheme of Roe, through the computational package Star CCM+. The method fits very well the situation under study, modeling the physical behavior realistically. The speed of propagation of pressure waves and their amplitudes are very close to the experimental values, and the graphs of their behavior present at all monitoring points, good agreement with the experimentally generated graphics.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3644722 bytes, checksum: e20bf7ab6319ef9aed02f134cd90a808 (MD5) Previous issue date: 2012-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Food drying is a process used to ensure the quality and stability of foods, considering that the decrease of water in the material reduces the biological activity and the chemical and physical changes that occur during storage. The objective of this research was to study the heat and mass transfer in drying process of slices of tomatoes and to evaluate the characteristics of drying kinetics in two resistive equipments and a heat pump. The operating conditions for dryers resistive were set at temperatures of 40 and 50 and 60°C with an air velocity of 2.5m/s to the heat pump and a dryer resistive temperature of 55°C and air velocity of 5.7m/s. The experimental results of drying kinetics were represented using mathematical models and are shown in terms of effective diffusivity and convective of the mass. The values found for the effective diffusivity of mass are in agreement with the literature. The convective coefficients mass are the order of 10-1. Those coefficients were not found references in literature. A comparative study between the heat pump and the dryer resistive showed that the first one was more efficient to perform the drying of tomato. We studied the sorption isotherm for tomatoes at temperatures of 50, 60, 70 and 80°C. The results were represented using mathematical models and the GAB model showed the best fit to the experimental data. A numerical study for heat transfer and mass during drying of the product was studied, through the development of a computational code, in configuring an infinite slab. In the modeling process were studied the Fourier Law for heat transfer and Law of Fick for mass transfer. For code validation were used results from the literature and from this present research. The results were satisfactory, but it is necessary to study the variables involved in the drying process for a better adjustment. / Secagem de alimentos é um processo utilizado para assegurar a qualidade e a estabilidade dos alimentos, considerando que a diminuição da quantidade de água do material reduz a atividade biológica e as mudanças químicas e físicas que ocorrem durante o armazenamento. O objetivo deste trabalho foi estudar a transferência de calor e massa na secagem de tomate cortado em fatias e avaliar as características da cinética de secagem em dois equipamentos resistivos e uma bomba de calor. As condições operacionais para os secadores resistivos foram fixadas nas temperaturas de 40, 50 e 60ºC, na velocidade do ar de 2,5m/s e para a bomba de calor e um secador resistivo na temperatura de 55ºC e velocidade do ar de 5,7m/s. Os resultados experimentais da cinética de secagem foram representados através de modelos matemáticos e são mostrados em termos de difusividade efetiva e convectiva de massa. Os valores encontrados para a difusividade efetiva de massa estão de acordo com os encontrados na literatura. Os coeficientes convectivos de massa estão na ordem de 10-1, não sendo encontrado referencial da literatura. Um estudo comparativo entre a bomba de calor e o secador resistivo e o primeiro se mostrou mais eficiente para realizar a secagem do tomate. Foi estudada a isoterma de sorção para o tomate nas temperaturas de 50, 60, 70 e 80ºC. Os resultados foram representados através de modelos matemáticos e o modelo de GAB mostrou o melhor ajuste aos dados experimentais. Um estudo numérico para a transferência de calor e massa durante a secagem do produto foi estudado, através do desenvolvimento de um código computacional, na configuração de uma placa plana infinita. Na modelagem foram estudadas a Lei de Fourier para a transferência de calor e a Lei de Fick para a transferência de massa. Para validação do código foram utilizados resultados obtidos na literatura e os do presente trabalho. Os resultados obtidos mostrou-se satisfatório, porém é necessário estudar as variáveis envolvidas na secagem em busca de uma melhor ajuste.