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Previous issue date: 2011-04-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / 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. / A 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5308 |
| Date | 07 April 2011 |
| Creators | Silva, Mirtes Aparecida da Conceição |
| Contributors | Silva, Zaqueu Ernesto da |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 3590462550136975366 |
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