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Title: Investigação numérica de câmaras frias utilizadas no hospital universitário (HU-UFMA) para conservação de diferentes gêneros alimentícios
Other Titles: Numerical investigation of cold rooms used in a university hospital (HU-UFMA) for the conservation of different food genres
Authors: LICÁ, Higor Medeiros
Keywords: convecção forçada;
simulação numérica;
refrigeração;
CFD;
ANSYS;
forced convection;
numerical simulation;
refrigeration.;
CFD;
ANSYS.
Issue Date: 12-Aug-2022
Publisher: Universidade Federal do Maranhão
Abstract: RESUMO Alguns alimentos, como frutas, lacticínios e os diversos tipos de carnes, muito apreciados e consumidos pela população brasileira, devem ser conservados em ambientes com temperaturas relativamente baixas (≈ -1 a 8 °C), para que mantenham os principais nutrientes (proteínas, vitaminas, minerais, carboidratos e lipídios) por um longo espaço de tempo. A maioria dos supermercados e hospitais de médio e grande porte situados no Brasil apresentam sistemas de refrigeração para a estocagem e conservação de diversos gêneros alimentícios. Com o intuito de avaliar, analiticamente e numericamente a temperatura de conservação de diferentes alimentos (frangos, carnes, lacticínios e frutas) em câmaras frias realizou-se diversas medições de temperaturas nas câmaras frias do Hospital Universitário da UFMA (HU-UFMA), em São Luís (MA), sempre obedecendo ao mesmo horário das medições para fins comparativos, ou seja, em dois horários previamente determinados (início: 13:00 h e fim da tarde: 16:00 h). As medidas de temperatura foram tomadas com o auxílio de um termômetro digital de infravermelho (pirômetro ótico). Para validação e comparação dos dados experimentais coletados nas câmaras frias utilizou-se o componente Fluent do software comercial ANSYS. Os resultados mostraram o quanto a simulação numérica pode auxiliar no controle de armazenamento de alimentos em câmaras frias, visto a proximidade entre os valores de temperatura obtidos in loco e as obtidas no ANSYS, como a carne bovina, que apresentou temperaturas de -3,15 ± 0,39 e -3,10 °C para as medições in loco e no ANSYS, respectivamente. Por fim, outro fator importante comprovado nos resultados foi a utilização do modelo de turbulência k-ω SST em problemas que envolvam a simulação numérica de câmaras frias, pois observou-se a presença de vórtices e recirculações nos vetores de fluxo de ar dentro das câmaras frias por meio dos campos de velocidades.___SUMMARY Some foods, such as fruits, dairy products and different types of meat, much appreciated and consumed by the Brazilian population, must be preserved in environments with relatively low temperatures (≈ -1 to 8 °C), so that they maintain the main nutrients (proteins, vitamins, minerals, carbohydrates and lipids) over a long period of time. Most medium and large supermarkets and hospitals located in Brazil have refrigeration systems for the storage and conservation of various foodstuffs. In order to analyze, analytically and numerically, the storage temperature of different foods (chickens, meats, dairy products and fruits) in cold chambers, several temperature measurements were carried out in the cold chambers of the University Hospital of UFMA (HU-UFMA), in São Luís (MA), always observing the same time of measurements for comparative purposes, that is, at two previously determined times (beginning: 01:00 pm and late afternoon: 04:00 pm). Temperature measurements were taken with the aid of a digital infrared thermometer (optical pyrometer). For validation and comparison of the experimental data collected in the cold chambers, the Fluent component of the commercial software ANSYS was used. The results showed how the numerical simulation can help in the control of food storage in cold rooms, given the proximity between the temperature values obtained in loco and those obtained in ANSYS, such as meat, which presented temperatures of -3.15 ± 0.39 and -3.10 °C for on-site and ANSYS measurements, respectively. Finally, another important factor proven in the results was the use of the k-ω SST turbulence model in problems involving the numerical simulation of cold chambers, since the presence of vortices and recirculations in the air flow vectors inside the chambers was observed. cold through the velocity fields.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/5548
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