Modelagem matemática e simulação computacional do fluxo de grãos com presença de partículas de impurezas em secadores

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Mentges, Maiara
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ciências sociais aplicadas; Desenvolvimento Regional; Método dos Elementos Discretos; Secagem de produtos agrícolas; Soja; Impurezas; Simulações Computacionais
• Link de acesso: http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/5823

Os grãos de soja, assim que colhidos, não apresentam as características necessárias para uma armazenagem segura, apresentando alto teor de umidade e concentração excessiva de impurezas. A armazenagem do produto nessas condições poderia implicar em uma série de perdas, tanto na qualidade, quanto na produção. Por esse viés, processos como a pré-limpeza e secagem dos grãos são extremamente necessários. O processo de pré-limpeza, que antecede a secagem, consiste na retirada parcial das impurezas pertencentes à massa de grãos recebidas do produtor. Após esse processo, o produto passa pela secagem que é responsável pela redução do teor de umidade dos grãos. Embora muitas pesquisas sobre aspectos energéticos da secagem de grão já tenham sido desenvolvidas, trabalhos que analisem o fluxo dos grãos que contenham impureza durante o processo de secagem mostram-se escassos na literatura. Desse modo, o presente estudo tem por objetivo modelar matematicamente e computacionalmente o fluxo de grãos dentro de secadores de fluxo misto considerando a presença de impurezas que não foram completamente removidas no processo de pré-limpeza. Desse modo, o fluxo dos grãos foi analisado experimentalmente a partir de um aparato semelhante a uma seção de secadores, apenas em forma reduzida. Tais análises foram comparadas com simulações computacionais desenvolvidas a partir do Método dos Elementos Discretos (MED), que consiste em um método numérico que analisa o comportamento de um número finito de partículas a partir da segunda lei de Movimento de Newton e da Lei Força-Deslocamento. A partir do desenvolvimento dos experimentos e das comparações com as simulações computacionais, foi possível constatar o aumento do tempo necessário para o processo de escoamento da massa granular de acordo com o aumento do percentual de impurezas presente. Além disso, foi constatado o acúmulo de impurezas nas calhas do aparato experimental, comportamento este que quando evidenciado em grande escala e submetido a altas temperaturas pode provocar incêndios nos equipamentos de secagem.