Dados do Trabalho

Título

ANÁLISE DIMENSIONAL ATRAVÉS DO TEOREMA DE BUCKINGHAM COMO MÉTODO DE VALIDAÇÃO DOS PROCESSOS DE MODELAGEM, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO PARA DESENVOLVIMENTO DE DESIDRATADOR CONVECTIVO DE ALIMENTOS

Introdução

A modelagem e simulação é a etapa mais importante do desenvolvimento de um desidratador convectivo inovador, pois permite a otimização do processo de desidratação de alimentos e subsequente construção. Desta forma métodos que permitam a validação, como a análise dimensional através do Teorema de Buckingham (TB) e os termos Pi, fornecem uma análise mais precisa e eficiente das características construtivas do equipamento. O objetivo é determinar todos os termos Pi do sistema, realizar a análise dimensional e validar a modelagem, simulação e otimização do desidratador para permitir a aplicação do método construtivo de modelo e semelhança.

Material e Métodos

Seguindo as etapas do TB, foi construída uma tabela com as variáveis do processo, divididas em classes: Câmara de Secagem, Câmara de Aquecimento e Fluxo de Ar e Propriedades Termofísicas. A partir destas variáveis foram encontrados os termos Pi que regem todos os parâmetros do equipamento, determinada a expressão característica e os índices das variáveis. Verificou-se o critério de adimensionalidade de cada termo Pi e por seguinte alguns dos termos foram relacionados com determinados números adimensionais. Com os valores obtidos da modelagem, simulação e otimização (MSO) foi realizada a comparação com a análise dimensional. A análise estatística foi realizada com o SAS OnDemand for Academics.

Resultados e Discussão

Foram encontrados 27 termos Pi, com todos possuindo adimensionalidade. A expressão característica relacionou a variação de temperatura, constante de condutividade térmica do ar, velocidade do ar, densidade do ar e comprimento da câmara de secagem com as outras variáveis. Oito números adimensionais foram relacionados: Reynolds, Prandtl, Nusselt, Stanton, Peclet, Eckert, Fourier e Euler. A interpretação física em conjunto com os valores calculados de cada número adimensional para 4 tratamentos de velocidade do ar e potência das resistências, mostrou que o sistema possui uma correlação altíssima e fidedigna com a MSO do desidratador, superior a 97,6%.

Conclusão

Assim, pode ser observada a validade do método, indicando que é possível as próximas etapas do desenvolvimento do desidratador convectivo de alimentos, através do método de modelo e semelhança.