Analisis del movimiento del aire en una secadora de cafe de lecho fijo

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dc.contributor.advisorJaramillo Ibarra, Julian Ernesto
dc.contributor.advisorMeneses Chacon, Edxon Stiven
dc.contributor.authorTobo Perez, Yeison Leonardo
dc.date.accessioned2023-04-06T04:21:49Z
dc.date.available2023
dc.date.available2023-04-06T04:21:49Z
dc.date.created2019
dc.date.issued2019
dc.description.abstractEn Colombia, la industria de maquinaria agrícola fabrica diferentes modelos de sistemas mecánicos que permiten el secado de café. Los secadores mecánicos más usados son los de capa estática o lecho fijo, en los cuales el aire caliente es forzado a pasar por cada uno de los lechos donde se encuentra almacenado el café. Sin embargo, se han presentado problemas debido a la no uniformidad de secado que presentan estos sistemas. Por esta razón, este trabajo busca mediante herramientas computacionales (CFD), caracterizar fluido-dinámicamente el aire que pasa a través del café en una secadora o silo de varios niveles, con el fin de predecir y visualizar la no uniformidad en el sistema. Se obtienen aproximaciones numéricas que predicen el comportamiento de flujo real en la geometría actual y en propuestas dadas, visualizando las secciones del sistema donde el flujo no hace contacto con el lecho poroso, se logra aumentar la uniformidad en un 55% que permite un mayor contacto del gas con el grano dentro del sistema, se ahorra en procesos experimentales costosos y se obtienen recomendación de diseño. Otro aspecto importante es la utilización de software libre; se usa Salome para la construcción de la malla; OpenFOAM, para la solución de los modelos matemáticos, y paraWiev para la visualización de los resultados. El modelo matemático resuelve las ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento junto con la ecuación de Darcy-Forchheimer de medios porosos, además de dos ecuaciones adicionales para modelar el fenómeno turbulento. La validación se realizó a través de un estudio de referencia (caso Benchmark).
dc.description.abstractenglishIn Colombia, the agricultural machine industry manufactures different models of mechanical systems that allow the drying of coffee. The commonly used mechanical dryers are those of static layer or fixed bed, in which the hot air is forced to pass through each of the beds, where the coffee is stored. However, problems occurred due to the non-uniformity of drying presented by these systems. Therefore, this investigation characterizes fluid-dynamically the air that passes through the coffee in a dryer or silo of several levels, in order to predict and visualize the non-uniformity in the system through computational tools (CFD). Numerical approximations are obtained, which predict the behavior of real flow in the current geometry and applied improvements, visualizing the sections of the system, where the flow does not make contact with the porous bed. The uniformity is increased by 55%, which allows a greater contact of gas and grain within the system. Expensive experimental processes are avoided and design recommendations obtained. Another important aspect is the use of free software. Salome is used for the construction of the mesh; OpenFOAM is used for the solution of the mathematical models, and paraWiev for the visualization of the results. The mathematical model solves the continuity and momentum equations with the Darcy-Forchheimer equation of porous media, apart from two additional equations to model the turbulent phenomenon. A validation was carried out by Benchmark study.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/13605
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCfd
dc.subjectOpenfoam
dc.subjectMedio Poroso
dc.subjectFluidos
dc.subjectSecadora
dc.subjectCafé
dc.subject.keywordCfd
dc.subject.keywordOpenfoam
dc.subject.keywordPorous Media
dc.subject.keywordFluids
dc.subject.keywordCoffee Dryer
dc.titleAnalisis del movimiento del aire en una secadora de cafe de lecho fijo
dc.title.englishAnalysis of the movement of air in a coffee dryer of fixed bed
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Mecánica