Modelado de dinámica de fluidos y transferencia de calor y masa en procesos agroalimentarios por método de volúmenes finitos

• Nelson Orlando Moraga Benavides ^[1] ; Carlos Enrique Zambra Sazo ^[2] ; Paul Boíivar Torres Jara ^[3] ; Roberto Alejandro Lemus Mondaca ^[4]
  1. [1] Universidad de La Serena, Chile.Tecnologías
  2. [2] Universidad Arturo Prat, Chile. tecnologías. Agricultura y Alimentación
  3. [3] Universidad de Santiago de Chile. Tecnologías
  4. [4] Universidad de Santiago de Chile y Universidad de La Serena. Tecnologías

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• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 78, Nº. 169, 2011, págs. 140-149
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Fluid dynamics, heat and mass transfer modeling by finite volume method for agrofood processes
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• Resumen
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    Se describe la transferencia de momento, calor y masa transitorio bi-dimensional en procesos agroalimentarios. Estos procesos son: la pre-cosecha y la deshidratación por aire caliente de frutas. La metodología incluye modelación matemática y simulación computacional para describir la convección y difusión de calor y masa conjugada que resulta de la interacción entre el alimento y el aire. El modelo matemático emplea las ecuaciones diferenciales parciales no lineales acopladas de continuidad, momento lineal, energía y materia. Se considera que las propiedades físicas de las frutas calculadas mediante correlaciones empíricas, varían con la temperatura y la concentración de humedad. El método de volúmenes finitos junto el algoritmo SIMPLE se utiliza para obtener los resultados de la variación en el tiempo de las distribuciones de velocidades (v), temperaturas (T) y concentraciones de humedad (C) para los procesos en estudio. Las propiedades termo-físicas variables de los alimentos se obtuvieron a partir de modelos empíricos. Los resultados obtenidos incluyen distribuciones de las variables dependientes (v, T, C) en el tiempo, los cuales se comparan con resultados experimentales y numéricos de la literatura especializada

  • English

    The two-dimensional transient momentum, heat and mass transfer for agrofood processes is described. These processes are: pre-harvest and fruit hot-air dehydration. The methodology includes mathematical modeling and computational simulation to describe conjugate heat and mass convection and diffusion between food and surrounding air. The mathematical model is written in terms of a system built based on the non-linear coupled partial differential equations of continuity, linear momentum, energy and mass. Temperature and concentration dependent fruit thermophysical properties were calculated from empirical models. The finite volume method with the SIMPLE algorithm is used to obtain the results of velocity (v), temperature (T) and moisture concentration (C) distributions in time for the processes studied. The validation procedure includes a comparison with v, T and C experimental and numerical results obtained in the specialized literature