Transporte de calor e massa em sólidos porosos heterogêneos com geometria arbitrária via método da análise concentrada: modelagem fenomenológica difusiva-convectiva e simulação.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: LIMA, Wanderson Magno Paiva Barbosa de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS; UFCG
• Palavras-chave em Português: Secagem; Analítico; Análise concentrada; Sólido heterogêneo; Geometria complexa; Drying; Analytical; Lumped analysis; Heterogeneous solid; Complex geometry; Secado; Análisis concentrado; Sólido heterogéneo; Geometría compleja; Séchage; Analytique; Analyse concentrée; Solide hétérogène; Géométrie complexe; Engenharia de processos.
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/32182

Este trabalho objetiva estudar teoricamente os fenômenos de transferência de calor e massa em sólidos heterogêneos e com forma arbitrária. Com base no método da análise concentrada, foram desenvolvidos modelos matemáticos fenomenológicos para predizer o processo de secagem convectiva considerando os fenômenos simultâneos de difusão no interior e convectivo na superfície do sólido heterogêneo. Para a solução analítica do sistema de equações governantes utilizou-se o método clássico de solução de equações diferenciais ordinárias. Aplicação foi realizada para a secagem de sólidos porosos, cilíndricos, vazados e com superfícies corrugadas. Foram simulados diferentes casos variando-se a forma do corpo, de onde se obteve as cinéticas de secagem (perda da umidade) e aquecimento (aumento de temperatura) em cada material que compõe o sólido heterogêneo. Resultados do teor de umidade foram comparados com dados reportados na literatura e uma boa concordância foi observada. Observou-se que o processo de remoção de umidade ocorre numa menor velocidade que o aquecimento do sólido heterogêneo e que o formato do sólido, particularmente a sua relação área/volume afetou fortemente os fenômenos de transporte de calor e massa em cada material que compõe o sólido heterogêneo. A modelagem proposta tem grande potencial para descrever processos de secagem, umidificação, aquecimento e resfriamento com sucesso.