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http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/5229| Título: | Modelo matemático do resfriamento de newton: análise de um estudo com resfriamento de uma fruta |
| Título(s) alternativo(s): | Newton's mathematical model of cooling: analysis of a study with cooling of a fruit |
| Autor(es): | Almeida, Rodrigo Lima de |
| Orientador(es): | Filho, Zequias Ribeiro Montalvam |
| Palavras-chave: | Resfriamento; Método Matemático; Conservação; Congelamento; Banana.;Cooling; Mathematical Method; Conservation; Freezing; Banana. |
| Data do documento: | 16-Out-2023 |
| Editor: | Universidade do Estado do Amazonas |
| Resumo: | O presente trabalho trata sobre o modelo matemático de resfriamento de Newton de Experiências práticas, no sentido de demonstrar a sua aplicabilidade em diversas experiências, neste aspecto, através da revisão de literatura foi possível apresentar a análise de uma dissertação de mestrado que trouxe a análise e aplicação prática de um modelo matemático de resfriamento de Newton em uma banana, possibilitando assim a análise dos parâmetros quantitativos e qualitativos de pesquisa. Frutas são alimentos compostos normalmente por 80% a 90% de água, tornando-as extremamente perecíveis. Dessa forma, métodos de conservação devem ser aplicados para prolongar sua vida útil e conservar características de aceitação pelo consumidor. Assim, o trabalho analisado objetivou estudar a transferência de calor durante os processos de resfriamento e congelamento de banana utilizando geometria esferoidal prolata. Para a modelagem matemática, utilizou-se a equação da conservação de energia escrita em coordenadas esferoidais prolatas. A solução numérica da equação governante foi realizada através do método dos volumes finitos com uma formulação totalmente implícita. Concluiu-se que para uma curva de resfriamento da banana, uma modelagem pôde prever com bastante exatidão o período de resfriamento, mas, não de póscongelamento. Verificou-se que quanto menor o tamanho do produto, mais rápido é o processo e quanto maior a razão de aspecto da forma, maiores serão os gradientes de temperatura na ponta do produto. As taxas de resfriamento sofreram maior influência quando se variou um aspecto da forma constante do que variando as dimensões e mudando também o aspecto da forma. Por fim, verificou-se que quanto maior o aspecto da forma, mais a transferência de calor na banana não é uniforme durante o processo. |
| Abstract: | The present work deals with Newton's mathematical cooling model of practical experiments, in order to demonstrate its applicability in different experiments, in this aspect, through the literature review it was possible to present the analysis of a master's thesis that brought the analysis and practical application of a mathematical model of Newton cooling in a banana, thus enabling the analysis of quantitative and qualitative research parameters. Fruits are foods normally made up of 80% to 90% water, making them extremely perishable. Therefore, conservation methods must be applied to extend their useful life and maintain consumer acceptance characteristics. Thus, the analyzed work aimed to study heat transfer during the banana cooling and freezing processes using prolate spheroidal geometry. For mathematical modeling, the energy conservation equation written in prolate spheroidal coordinates was used. The numerical solution of the governing equation was carried out using the finite volume method with a fully implicit formulation. It was concluded that for a banana cooling curve, modeling could predict the cooling period quite accurately, but not the post-freezing period. It was found that the smaller the size of the product, the faster the process and the greater the aspect ratio of the shape, the greater the temperature gradients at the tip of the product. Cooling rates were more influenced when one aspect of the constant shape was varied than by varying the dimensions and also changing the aspect of the shape. Finally, it was found that the larger the shape, the more heat transfer in the banana is not uniform during the process. |
| URI: | http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/5229 |
| Aparece nas coleções: | CESTB - Trabalho de Conclusão de Curso Graduação |
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