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Coeficientes de transporte para baixas e altas taxas de transferência de massa ao longo de um cilindro biológico horizontal

O conhecimento dos coeficientes de transferência de calor e massa é essencial para o estudo de simulação de secagem e para o projeto de processamento térmico de grãos e alimentos, inclusive secagem. Este trabalho apresenta o desenvolvimento completo de um método de elementos finitos segregado para resolver problemas de convecção-difusão. O esquema desenvolvido permite que se resolvam as equações de Navier-Stokes incompressíveis em regime permanente, além de problemas convectivos-difusivos com propriedades dependentes da temperatura e da umidade. Apresenta-se o problema de transferência simultânea de energia, momentum e espécies ao longo de um cilindro horizontal, infinito sob condições de secagem em convecção forçada, considerando-se condições normalmente encontradas em tratamento térmico ou secagem de material biológico. Compararam-se resultados numéricos para Nusselt e Sherwood com expressões empíricas disponíveis; os resultados concordaram dentro dos erros experimentais associados. Para processos com altas taxas de transporte de massa, a metodologia proposta permite simular condições de secagem envolvendo fluxo convectivo de massa na parede, por meio de uma simples inclusão de condições de contorno apropriadas.

secagem; transferência de calor; convecção; difusão


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