Estudio del efecto de la geometría de un secador solar típico para café con CFD
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Universidad de Medellín
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Descripción
El objetivo de la presente fue modelar el comportamiento térmico de un secador solar típico para café tomando en consideración algunas configuraciones geométricas en la apertura de ventanas, en pos de mejorar las condiciones de secado natural al interior de la estructura. El modelo se simuló con datos experimentales en un secador solar típico en Colombia con Ansys CFX®. Los resultados mostraron que la geometría con una apertura del 25 % en la ventana para la salida del aire aumentó la temperatura sobre la capa de café hasta 4,2 °C con respecto a la temperatura ambiente, lo cual garantiza uniformidad en el secado, mientras la geometría típica con una apertura del 100 % aumentó la temperatura hasta 3,6 °C, no obstante, con ambas aperturas se aumentó la humedad relativa sobre la capa de café hasta 0,7 % con respecto a la humedad relativa ambiental. Con la apertura máxima de las ventanas disminuyó la humedad relativa del aire.
The objective of the present investigation was to computationally model a typical solar dryer for coffee, considering some alternative geometric configurations in the opening of windows to improve the thermal conditions within the drying structure which enable the water removal process of wet parchment coffee. The model was simulated in Ansys CFX® software. Simulation results showed that the geometry with an opening of 25 % in the air output window increased temperature in the coffee layer to 4.2 °C over room temperature, guaranteeing uniform drying, whereas the typical geometry with a 100 % opening increased temperature to 3.8 °C. When the maximum window opening for input and output of air was used, the relative humidity of air within the dryer decreased in comparison with the other geometries.
O objetivo do presente trabalho foi modelar o comportamento térmico de um secador solar típico para café ao levar em consideração algumas configurações geométricas na abertura de janelas, a fim de melhorar as condições de secagem natural no interior da estrutura. O modelo foi simulado com dados experimentais em um secador solar típico na Colômbia com Ansys CFX®. Os resultados mostraram que a geometria com uma abertura de 25 % na janela para saída do ar aumentou a temperatura sobre a camada de café até 4,2 °C com respeito à temperatura ambiente, o que garante uniformidade na secagem, ao passo que a geometria típica com uma abertura de 100 % aumentou a temperatura até 3,6 °C, não obstante, com ambas as aberturas houve um aumento da umidade relativa sobre a camada de café de até 0,7 % em comparação com a umidade relativa ambiental. Com a abertura máxima das janelas a umidade relativa do ar diminuiu.
The objective of the present investigation was to computationally model a typical solar dryer for coffee, considering some alternative geometric configurations in the opening of windows to improve the thermal conditions within the drying structure which enable the water removal process of wet parchment coffee. The model was simulated in Ansys CFX® software. Simulation results showed that the geometry with an opening of 25 % in the air output window increased temperature in the coffee layer to 4.2 °C over room temperature, guaranteeing uniform drying, whereas the typical geometry with a 100 % opening increased temperature to 3.8 °C. When the maximum window opening for input and output of air was used, the relative humidity of air within the dryer decreased in comparison with the other geometries.
O objetivo do presente trabalho foi modelar o comportamento térmico de um secador solar típico para café ao levar em consideração algumas configurações geométricas na abertura de janelas, a fim de melhorar as condições de secagem natural no interior da estrutura. O modelo foi simulado com dados experimentais em um secador solar típico na Colômbia com Ansys CFX®. Os resultados mostraram que a geometria com uma abertura de 25 % na janela para saída do ar aumentou a temperatura sobre a camada de café até 4,2 °C com respeito à temperatura ambiente, o que garante uniformidade na secagem, ao passo que a geometria típica com uma abertura de 100 % aumentou a temperatura até 3,6 °C, não obstante, com ambas as aberturas houve um aumento da umidade relativa sobre a camada de café de até 0,7 % em comparação com a umidade relativa ambiental. Com a abertura máxima das janelas a umidade relativa do ar diminuiu.
Palabras clave
Agroindustria, Dinámica de fluido computacional, Simulación, Energía, Temperatura, Radiación, Secador solar, Agroindustry, Computational fluid dynamics, Simulation, Energy, Temperature, Radiation, Solar dryer, Agroindústria, Fluidodinâmica computacional, simulação, energia, Temperatura, Radiação, Secador solar