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Previous issue date: 2014-12-19 / Este trabalho tem como objetivo estudar o fenômeno da difusão transiente de transferência de calor e massa em sólidos com forma geométrica de um cilindro infinito. O estudo apresenta soluções para a equação de difusão com condição de contorno do terceiro tipo. Foram desenvolvidas ferramentas numéricas para a descrição da difusão de calor e massa em produtos com as formas mencionadas. Para as soluções numéricas propostas, a equação de difusão unidimensional foi discretizada usando o método dos volumes finitos, com uma formulação totalmente implícita, usando coordenadas cilíndricas. Para a solução numérica em coordenadas cilíndricas, foram desenvolvidos dois softwares na plataforma Windows, um para a migração de massa e outro para a propagação de calor, utilizando a linguagem de programação Fortran, opção Quick Win Application. O software foi validado usando-se soluções conhecidas para cilindros tanto com parâmetros termofísicos constantes quanto variáveis. Pode-se concluir que as ferramentas desenvolvidas foram adequadas para o estudo de problemas difusivos em geral. As ferramentas desenvolvidas foram usadas para descrever o processo de secagem de bananas inteiras. Na descrição, foram considerados volume e difusividade de calor e massa variáveis. Pode-se concluir que o modelo proposto para descrever o processo apresentou excelentes indicadores estatísticos na descrição da
cinética de transferência de calor e massa. Pode-se concluir, também, que a exclusão do
aquecimento do vapor nos cálculos efetuados não altera de forma significativa os
resultados e que o uso do calor latente da água livre ao invés desta propriedade no produto não produz efeitos significativos. Por outro lado, o desprezo do calor latente de
vaporização e a consideração da densidade e do calor específico do produto como
propriedades constantes devem ser evitados. / This work aims to study the phenomenon of the transient diffusion of heat and mass in
solids with geometric form of an infinite cylinder. The study presents solutions for the
diffusion equation with boundary condition of the third kind. Numerical tools for
describing the diffusion of heat and mass in the ways mentioned were developed. For the
numerical solutions proposed, the one-dimensional diffusion equation was discretized
using the finite volume method with a fully implicit formulation, using cylindrical
coordinates. For the numerical solution in cylindrical coordinates, two software have been
developed on the Windows platform, one for mass migration and one for the heat transfer,
using the Fortran programming language, Quick Win Application option. The software
was validated using solutions known for cylinders with both constant and variable
thermophysical parameters. It can be concluded that the developed tools were appropriate for the study of diffusion problems in general. The above tools were used to describe the process of drying whole banana. In the description, we considered the volume and diffusivities with variables values. It can be concluded that the proposed model to describe the process showed excellent statistical indicators to describe the kinetics of heat and mass transfer. One can also conclude that the exclusion of the vapor heating in the calculations performed does not significantly alter the results. In addition that using the latent heat of free water instead of this property in the product does not produce significant effects. On the other hand, discard the latent heat of vaporization and the consideration of density and specific heat of the product as constant properties should be avoided.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/458 |
| Date | 23 April 2018 |
| Creators | GAMA, Fernando José de Almeida. |
| Contributors | SILVA, Wilton Pereira da., FARIAS, Vera Solange de Oliveira., SILVA, Cleide Maria Diniz Pereira da Silva., SILVA, Laerson Duarte da., FREIRE, Morgana Lígia Farias Freire. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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