Publicação
Algoritmo de dimensionamento de secadores de alimentos por bomba de calor a ar
| Resumo: | Esta tese teve como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo de otimização do dimensionamento de secadores de alimentos por bomba de calor a ar. Seu desenvolvimento serviu para o apoio ao projeto de um protótipo de uma máquina de secagem de alimentos de pequeno porte, focada no mercado doméstico. O algoritmo focou-se na redução do tempo de cálculo para a seleção de componentes em função das dimensões do secador e do tipo de alimento. A tese apresenta toda a base teórica utilizada para produzir este algortimo, nos ambitos da psicrometria, da transferência de calor e de massa e de como o alimento se comporta quando exposto ao ar quente para secagem. Equações de transferência de calor, de massa e de curvas de secagem, oriundas dos prícipios de conservação de massa e de energia, são indicadas e explicadas para justificar sua aplicação. O algoritmo possui 3 etapas: cálculo psicrométrico, cálculo de carga térmica e cálculo de secagem. A lógica da sequência de ações é apontada, com o intuito de exclarecer ao leitor o funcionamento sequencial entre estas etapas que resultam no dimensionamento. Esta explicação do desenvolvimento do algoritmo é independente do código, para permitir aplicação em qualquer meio ou linguagem de programação. Finalmente, a tese apresenta os resultados que foram obtidos pela simulação da atuação ideal de uma máquina, por meio da implementação do algoritmo em um código de MatLab. Esta simulação foi iniciada com base num desenho da arca de um frigorífico, resultando no valor do caudal mássico de fluido refrigerante necessário. No caso foram dimensionados secadores para as seguintes massas de cogumelos: 45kg, 123kg, 200kg, 277kg e 355kg. Com o caudal obtido, foram encontrados três compressores compatíveis da EMBRACO sendo as suas potências 610W, 990W e 1445W. O primeiro compressor atendeu um secador de 45kg, o segundo até 123kg e o terceiro atende até o maior valor de 355kg. O algoritmo resultou na publicação do artigo “Heat Pump Dryer Design Optimization Algorithm”. Além disso, foi feito o refinamento dos tempos de secagem da simulação com o uso de modelos de previsão melhores, que foram de 6 horas para uma secagem de cogumelos completa a 60°C (temperatura utilizada nos experimentos), condizentes com os valores obtidos experimentalmente e publicados de 5 horas para secagem (dado que a paragem feita experimentalmente não segue parametros tão pequenos como a simulação), o que reforça a solidez do modelo apresentado. |
|---|---|
| Autores principais: | Andrade, Bernardo Campos |
| Assunto: | Secadores de alimentos Bomba de calor |
| Ano: | 2020 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
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