Distribuição da pressão estática em uma coluna de grãos de café: análise por elementos finitos

Article Sidebar

PDF (English) PDF (Español (España)) EPUB (English) XML-JATS (English) HTML (English)
Publicado: oct. 12, 2018
Palavras-chave:
queda de pressão, resistência distribuída, fluxo de ar

Main Article Content

Filipe de Oliveira da Silva
Universidade Federal de Lavras
Ednilton Andrade Tavares
Universidade Federal de Lavras

Resumo

Vários são os processos de pós-colheita de produtos agrícolas em que um fluido escoa através de um leito fixo de partículas. Partindo deste análise objetivou-se modelar a queda da pressão estática pela técnica de elementos finitos, em um leito recheado de grãos de café (Coffea arabica L.) com diferentes teores de água, submetido a diferentes fluxos de ar. Os resultados de queda de pressão empregando a técnica de elementos finitos se ajustaram de forma satisfatória aos dados obtidos pelo método clássico. A queda de pressão ao longo da altura da coluna de café variou linearmente entre 50,6 e 433,1 Pa para as profundidades na coluna de 0,15 e 0,95 m respectivamente. O erro relativo se manteve abaixo de 7 % para todas as amostras e a resistência distribuída média foi de 7,2 x 107 m-2, com erro relativo médio de 0,3 % para a média entre os tratamentos de resistência distribuída.

Article Details

Como Citar
de Oliveira da Silva, F., & Andrade Tavares, E. (2018). Distribuição da pressão estática em uma coluna de grãos de café: análise por elementos finitos. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(4). Obtido de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/1012
Edição
Vol. 27 N.º 4 (2018): Número Futuro
Secção
Artículos Originales

Aquellos autores/as que tengan publicaciones con esta revista, aceptan los términos siguientes:

  1. Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación esta revista. Bajo esta licencia el autor será libre de:
  • Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
  • Adaptar — remezclar, transformar y crear a partir del material
  • El licenciador no puede revocar estas libertades mientras cumpla con los términos de la licencia

Bajo las siguientes condiciones:

  • Reconocimiento — Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.
  • NoComercial — No puede utilizar el material para una finalidad comercial.
  • No hay restricciones adicionales — No puede aplicar términos legales o medidas tecnológicas que legalmente restrinjan realizar aquello que la licencia permite.
  1. Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
  2. Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).

Referências

AFONSO, A.D.L.: Gradiente de pressão estática em camadas de fruto de café (Coffea arábica L.) com diferentes teores de umidade. Dissertação de Mestrado, [en línea], Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil, 68 p., 1994, Disponible en: http://www.sbicafe.ufv.br/handle/123456789/67, [Consulta: 12 de enero de 2018].

ANSYS: Ansys/Multiphysics Product (Program and Program Documentation), (Versión ANSYS Inc, 2013), Ed. ANSYS, Houston, Texas, USA, 2013.

BEIGI, M.: “Numerical simulation of potato slices drying using a two-dimensional finite element model”, Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly, 23(3): 431-440, 2017, ISSN: 2217-7434, DOI: 10.2298/CICEQ160530057B.

BRANDÃO, F.J.B.; DA SILVA, M.A.P.; SPEROTTO, F.C.S.; JASPER, S.P.; BEZERRA, P.H.S.; BIAGGIONI, M.A.M.: “Variation of static pressure in a crambe (Crambe abyssinica Hochst) grains column”, African Journal of Agricultural Research, 11(1): 16–22, 2016, ISSN: 1991-637X, DOI: 10.5897/AJAR2015.10489.

BROOKER, D.B.; BAKKER-ARKEMA, F.W.; HALL, C.W.: Drying and storage of grains and oilseeds, Ed. Springer Science & Business Media, New York, 450 p., 1992, ISBN: 978-0-442-20515-7.

CHIANG, C.-C.; WU, D.-Y.; KANG, D.-Y.: “Detailed Simulation of Fluid Dynamics and Heat Transfer in Coffee Bean Roaster”, Journal of food process engineering, 40(2): 1-7, 2017, ISSN: 1745-4530, DOI: 10.1111/jfpe.12398.

CORRÊA, P.C.; GUIMARÃES, W.T.; ANDRADE, E.T.: “Resistência ao fluxo de ar em camadas de grãos de feijão afetada pelo teor de impureza”, Revista Brasileira de Armazenamento, 26: 53–59, 2001, ISSN: 0100-3518.

DA SILVA, D.J.; COUTO, S.M.; PEIXOTO, A.B.; DOS SANTOS, A.E.; VIEIRA, S.M.: “Resistência de café em coco e despolpado ao fluxo de ar”, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 2006, ISSN: 1415-4366, DOI: 10.1590/S1415-43662002000300025.

DE ANDRADE, E.T.; COUTO, S.M.; DE QUEIROZ, D.M.: “Distribuição da pressão estática em uma coluna de canola: análise por elementos finitos”, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 5(2): 288–295, 2001, ISSN: 1807-1929.

DEVILLA, I.A.; COUTO, S.M.; DE QUEIROZ, D.M.: “Distribuição do fluxo de ar em silos com sistema de aeração&58; análise por elementos finitos Airflow distribution in aerated silos&58; finite element analysis”, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental-Agriambi, 9(2): 256–262, 2005, ISSN: 1415-4366, DOI: 10.1590/S1415-43662005000200017.

DILMAC, M.; TARHAN, S.; POLATCI, H.: “Aerodynamic properties of Faba bean (Vicia faba L.) Seeds”, Legume Research-An International Journal, 39(3): 379–384, 2016, ISSN: 0976-0571, DOI: 10.18805/lr.v39i3.10751.

DU, W.; QUAN, N.; LU, P.; XU, J.; WEI, W.; ZHANG, L.: “Experimental and statistical analysis of the void size distribution and pressure drop validations in packed beds”, Chemical Engineering Research and Design, 106: 115–125, 2016, ISSN: 0263-8762, DOI: 10.1016/j.cherd.2015.11.023.

ERGUN, S.: “Fluid flow through packed columns”, Chem. Eng. Prog., 48: 89–94, 1952, ISSN: 0360-7275.

GAO, M.; CHENG, X.; DU, X.: “Simulation of bulk density distribution of wheat in silos by finite element analysis”, Journal of Stored Products Research, 77: 1–8, 2018, ISSN: 0022-474X, DOI: 10.1016/j.jspr.2018.02.003.

GINER, S.A.; DENISIENIA, E.: “Pressure drop through wheat as affected by air velocity, moisture content and fines”, Journal of Agricultural Engineering Research, 63(1): 73–85, 1996, ISSN: 0021-8634, DOI: 10.1006/jaer.1996.0009.

GRATÃO, P.T. da S.; DEVILLA, I.A.; SERVULO, A.C.O.; JESUS, F.F. de; FERREIRA, D. de A.: “Loss of static pressure in a column of quinoa grains”, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17(8): 848–854, 2013, ISSN: 1415-4366, DOI: 10.1590/S1415-43662013000800008.

HAQUE, E.; FOSTER, G.H.; CHUNG, D.S.: “Static pressure drop across a bed of corn mixed with fines”, Transactions of the ASAE, 21(5): 997–1000, 1978, ISSN: 2151-0032, DOI: 10.13031/2013.35430.

HORABIK, J.; PARAFINIUK, P.; MOLENDA, M.: “Experiments and discrete element method simulations of distribution of static load of grain bedding at bottom of shallow model silo”, Biosystems Engineering, 149: 60–71, 2016, ISSN: 1537-5110, DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2016.06.012.

HUKILL, W.V.; IVES, N.C.: “Radial airflow resistance of grain”, Agricultural Engineering, 36(5): 332–335, 1955, ISSN: 2406-1123.

HUNTER, A.J.: “Pressure difference across an aerated seed bulk for some common duct and store cross-sections”, Journal of Agricultural Engineering Research, 28(5): 437–450, 1983, ISSN: 0021-8634, DOI: 10.1016/0021-8634(83)90135-X.

IQBAL, T.; ECKHOFF, S.R.; SYED, A.F.; NIZAMI, A.-S.; SADEF, Y.: “Airflow resistance of chopped miscanthus on drying platform”, Transactions of the ASABE, 58(2): 487–492, 2015, ISSN: 2151-0032, DOI: 10.13031/trans.58.10827.

KHATCHATOURIAN, O.A.; SAVICKI, D.L.: “Mathematical modelling of airflow in an aerated soya bean store under non-uniform conditions”, Biosystems Engineering, 88(2): 201–211, 2004, ISSN: 1537-5110, DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2004.03.001.

KORESE, J.K.; RICHTER, U.; HENSEL, O.: “Airflow Resistance through Bulk Sweet Potato Roots”, Transactions of the ASABE, 59(4): 961–968, 2016, ISSN: 0001-2351, DOI: 10.13031/trans.59.11283.

LEMUS-MONDACA, R.A.; VEGA-GÁLVEZ, A.; ZAMBRA, C.E.; MORAGA, N.O.: “Modeling 3D conjugate heat and mass transfer for turbulent air drying of Chilean papaya in a direct contact dryer”, Heat and Mass Transfer, 53(1): 11–24, 2017, ISSN: 1432-1181, DOI: 10.1007/s00231-016-1799-0.

MOSES, J.A.; CHELLADURAI, V.; JAYAS, D.S.; ALAGUSUNDARAM, K.: “Simulation and Validation of Airflow Pressure Patterns in Hopper-Bottom Bins Filled with Wheat”, Applied engineering in agriculture, 31(2): 303–311, 2015, ISSN: 0883-8542, DOI: 10.13031/aea.31.10738.

MOSES, J.A.; JAYAS, D.S.; ALAGUSUNDARAM, K.: “Simulation and validation of airflow distribution patterns in bins filled with canola”, Journal of Agricultural Engineering, 51(4): 14–20, 2014a, ISSN: 0976-2418.

MOSES, J.A.; JAYAS, D.S.; ALAGUSUNDARAM, K.: “Simulation and validation of airflow pressure patterns for horizontal airflow through bulk canola”, Trends in Biosciences, 7(17): 2385–2391, 2014b, ISSN: 1881-7823.

MOSES, J.A.; JAYAS, D.S.; ALAGUSUNDARAM, K.: “Three-dimensional Airflow Pressure Patterns in Flat-Bottom Bins Filled with Barley for Different Duct Configurations”, Trends in Biosciences, 7(17): 2392–2396, 2014c, ISSN: 1881-7823.

OLATUNDE, G.; ATUNGULU, G.G.; SADAKA, S.: “CFD modeling of air flow distribution in rice bin storage system with different grain mass configurations”, biosystems engineering, 151: 286–297, 2016, ISSN: 1537-5110, DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2016.09.007.

SHEDD, C.K.: “Resistance of grains and seeds to air flow”, Agricultural Engineering, 34(9): 616–619, 1953, ISSN: 2406-1123.

TEIXEIRA, D.L.; DE MATOS, A.T.; DE CASTRO MELO, E.: “Resistance to forced airflow through layers of composting organic material”, Waste management, 36: 57–62, 2015, ISSN: 0956-053X, DOI: 0.1016/j.wasman.2014.12.003.

YUE, R.; ZHANG, Q.: “A pore-scale model for predicting resistance of airflow through grain bulks”, En: 2014 Montreal, Quebec Canada July 13–July 16, 2014, Ed. American Society of Agricultural and Biological Engineers, p. 1, 2014, DOI: 10.13031/aim.20141900492, ISBN: 2151-0032.