Estudo analítico e numérico das propriedades termo-físicas durante o processo de transferência de calor em produtos de forma cilíndrica.

• Main Author: LINS, Marcos Antonio Amaral.
• Other Authors: SILVA, Wilton Pereira da.
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Campina Grande 2013
• Subjects: Engenharia; Difusão de Calor; Solução Analítica e Numérica; Difusividade Variável; Agar Gel; Purê de Tomate; Creme Custard; Heat Diffusion; Analytical and Numerical Solution; Variable Diffusivity; Tomato Puree; Cream Custard
• Online Access: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1798

Submitted by Maria Medeiros ([e-mail]) on 2018-09-25T11:56:53Z No. of bitstreams: 1 MARCOS ANTÔNIO AMARAL LINS - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2840885 bytes, checksum: 13b6f2695a2ffd6be9d615430752bc2d (MD5) === Made available in DSpace on 2018-09-25T11:56:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS ANTÔNIO AMARAL LINS - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2840885 bytes, checksum: 13b6f2695a2ffd6be9d615430752bc2d (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 === Para muitos gêneros alimentícios, o processo de transferência de calor é essencial para se chegar à condição de consumo humano. O presente trabalho teve como objetivo estudar o fenômeno da difusão transiente de calor em alimentos pastosos contidos em recipientes cilíndricos. O estudo apresenta soluções para a equação de difusão com condição de contorno do primeiro tipo. Foram desenvolvidas ferramentas analíticas (otimizador acoplado à solução analítica) para a descrição da difusão de calor em produtos pastosos com as formas mencionadas. As ferramentas analíticas foram validadas através de dados obtidos por simulação numérica tanto para o cilindro infinito quanto para o finito. Os erros cometidos com as ferramentas desenvolvidas no cálculo da difusividade térmica aparente para os dados simulados são aceitáveis quando o sensor de temperatura é colocado na região mais interna do cilindro. Os resultados obtidos para a difusividade térmica aparente de agar gel, purê de tomate e creme custard são compatíveis com os resultados encontrados na literatura para esses produtos. O software Finite Cylinder First Kind foi desenvolvido, validado e aplicado aos dados do purê de tomate, creme custard e agar gel para várias posições no interior do cilindro finito onde estes gêneros alimentícios se encontravam. Todos os resultados obtidos por otimização e simulação tiveram uma excelente concordância com os resultados experimentais. O método numérico se mostrou mais eficiente do que o analítico, na descrição do processo de difusão de calor nos produtos estudados, devido sua versatilidade de permitir a obtenção da solução da equação de difusão considerando a difusividade térmica variável com a temperatura local. === For many foodstuffs, the process of heat transfer is essential to reach the condition human consumption. The present work aims to study the phenomenon of transient diffusion of heat in pasty foodstuffs contained in cylindrical containers. The study presents solutions for the diffusion equation with boundary condition of the first kind. Analytical tools were developed - optimizer coupled to the analytical solution - to describe the diffusion of heat into products with the forms mentioned. Analytical tools were validated using data obtained by numerical simulation for both the cylinder the infinite and finite. The tools developed minimize errors in calculating the thermal diffusivity for the simulated data are acceptable when the temperature sensor is placed in the innermost region of the cylinder. The results obtained for the thermal diffusivity of agar gel, tomato puree and cream custard are consistents with the results found in the literature for these products. The software finite cylinder first kind was developed, validated and applied to data of tomato puree, cream custard and agar gel for various positions within the finite and infinite cylinder filled with these foodstuffs. All results obtained by simulation and optimization had an excellent agreement with the experimental results. The numerical method is more efficient than the analytical description of the heat diffusion process in the products, due to their versatility that allows obtaining the solution of the diffusion equation considering the thermal diffusivity varies with local temperature.