Simulação do escoamento de grãos de soja em um secador com fluxo contínuo

Resumo

Pesquisas sobre transferência de calor e massa possuem um vasto acervo na literatura. Com a intenção de averiguar mais detalhadamente o fluxo de grãos, neste trabalho será realizado um estudo do escoamento de grãos de soja em secadores de fluxo misto que segundo [6] são amplamente utilizados na agricultura em todo o mundo, porém ainda existe uma necessidade de aperfeiçoar este tipo de equipamento. Conhecer o fluxo dos grãos é fundamental em uma rede armazenadora, pois sua irregularidade pode produzir uma secagem não uniforme do grão, e em alguns casos, aumentar o risco de incêndio no interior do secador. Para a criação de modelos matemáticos de secagem mais precisos, deve-se considerar os campos de velocidade do ar durante o processo e os campos de velocidade da massa de grãos. Pesquisas recentes estão sendo realizadas para a análise do escoamento de materiais granulares em silos e secadores de grãos. Pesquisadores como [8], [6], [1], [2], [4], tem se dedicado a estudar a modelagem do fluxo de grãos, através de simulações numéricas.

Entre as técnicas de simulação estudadas está o Método dos Elementos Discretos (MED). O MED é um método de simulação numérica do movimento de um grande número de partículas dentro de um sistema fixo ou móvel variante no tempo. Foi desenvolvido por [3], sendo baseado em um esquema numérico explícito no qual a interação das partículas é monitorada individualmente. Em cada contato o sistema é modelado usando as leis do movimento, representando o meio como um conjunto de partículas independentes, interagindo umas com as outras, reproduzindo explicitamente a natureza discreta de um meio granular [7], [8]. Foi implementado no software livre Yade, um código que realiza a simulação do escoamento de grãos de soja com fluxo de descarga contínuo. Foi adotada uma geometria similar à de [6] de um secador de fluxo misto equipado com dispositivos de descarga conforme a Figura 1. Para a simulação foram utilizadas partículas esféricas, cuja suas propriedades podem ser observadas na Tabela 1 e o modelo de contato utilizado foi o linear [...]