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Dimensionamento de cavidades micro-ondas de secadores pela simulação numérica de campos eletromagnéticos e térmicos
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Universidade Luterana do Brasil (Ulbra)
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Programa de Pós-Graduação
Agência de fomento
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extensão
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A operação unitária de secagem é uma das mais complexas existentes, possuindo
grandes tempos de operação. Esse alto tempo envolvido pode danificar o produto final, sendo
assim, novas técnicas estão sendo desenvolvidas para solucionar este problema. O processo
denominado de secagem hibrida, que é definido como aplicação das micro-ondas acoplada à
secagem convectiva, vem se destacando para solucionar esse problema. Sendo assim, os
objetivos deste trabalho são aplicar o conceito de planejamento de experimentos, em
simulações numéricas, para projeto e determinação de dimensões ótimas de cavidades microondas sextavadas utilizadas em secadores híbridos. A largura e o comprimento ótimo da
cavidade foram determinados pelo planejamento de experimentos buscando obter maiores
valores de temperatura média, campo eletromagnético e potência de saída. Foram verificadas a
influência do volume de líquido no aquecimento e na distribuição dos campos
eletromagnéticos, além de avaliar as zonas preferenciais de aquecimento. Os resultados
mostraram que o comprimento da guia de onda não possui influência no perfil de temperatura
durante o aquecimento, entretanto, o perfil do campo eletromagnético sofre bastante influência.
Foi observado que a largura e comprimento da cavidade possuem comportamentos lineares e
quadráticos, respectivamente, com relação aos resultados de potência de saída. Na geometria
ótima, a temperatura média, durante o aquecimento, sofre pouca influência do volume de
líquido. Também foi constatado que, para a cavidade ótima, a região central é recomendada
para dispor o material e as zonas preferenciais de aquecimento do líquido estão posicionais
perpendicularmente ao magnetron. Pode-se concluir que as técnicas utilizadas foram úteis para
projeto de uma cavidade ótima, podendo ser aplicadas também no scale-up de secadores microondas.
Abstract
The unitary drying operation is one of the most complex in existence, with an
operating time that normally ranges. The long time involved in this operation can damage the
final product, therefore, new techniques are being developed to solve this problem. The process
called hybrid drying, which is defined as the application of microwaves coupled with
convective drying, has been standing out. The objectives of this work are to apply the
methodology of design of experiments, in numerical simulations, for design and determination
of optimum dimensions of hexagonal microwave cavities used in hybrid dryers. The optimal
width and length of the cavity were determined by the design of experiments seeking to obtain
higher values of average temperature, electromagnetic field and output power. The influence of the volume of liquid on heating and the distribution of electromagnetic fields was verified, in
addition to evaluating the preferred heating zones. The results showed that the length of the
waveguide has no influence on the temperature profile during heating, however, the profile of
the electromagnetic field suffers a lot of influence. It was observed that the width and length of
the cavity have linear and quadratic behaviors, respectively, with respect to the output power
results. In the optimum geometry, the average temperature, during heating, is little influenced
by the volume of liquid. It was also found that, for the optimal cavity, the central region is
recommended to arrange the material and the preferred zones of heating the liquid are
positional perpendicular to the magnetron. It can be concluded that the techniques used were
useful for the design of an optimal cavity and can also be applied in the scale-up of microwave
dryers.
Descrição
Área de concentração
Linha de pesquisa
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
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Citação
COSTA, F. O. da; PETRI JÚNIOR, I. Dimensionamento de cavidades micro-ondas de secadores pela simulação numérica de campos eletromagnéticos e térmicos. Revista de Iniciação Científica da Ulbra, [S.l.], v. 18, 2020.
