Modelamiento y simulación de transferencia de calor y masa usando computación dinámica de fluidos (CFD) durante el secado del aguaymanto (Phisalis-peruviana L)

Abstract

Se desarrolló un modelo de transferencia de calor y masa para conocer y aplicar, mediante simulación CFD (Dinámica de Fluidos Computacional), los gradientes de humedad y temperatura en el proceso de secado convectivo del aguaymanto. La simulación de secado se realizó para el régimen de flujo inestable, para el aguaymanto siguiendo el contenido de humedad y la temperatura de la capa límite y la pulpa. El aguaymanto se representó con una geometría estable, y su pulpa como un material vegetal homogéneo e isótropo. La discretización del modelo secador-albaricoque fue híbrida. El modelo de transferencia de calor y masa se vinculó con la simulación CFD mediante UDF (Funciones Definidas por el Usuario), utilizando funciones para las propiedades físicas del aguaymanto y el aire caliente, que varían con el tiempo. Durante la simulación los parámetros de aire caliente fueron los siguientes: velocidad del aire 1m/s temperatura del aire de 600C y sus propiedades físico químicas que son reportados en el anexo 1. Los resultados finales de la humedad y temperatura obtenidos mediante la simulación se compararon con los datos reportados en la literatura con el fin de evaluar y validar la precisión del modelo del secado del aguaymanto. A heat and mass transfer model were developed to understand and apply, through CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation, the moisture and temperature gradients in the convective drying process of cape gooseberry. The drying simulation was performed for the unsteady flow regime, following the moisture content and temperature of the boundary layer and the pulp. The cape gooseberry was represented with a stable geometry, and its pulp as a homogeneous and isotropic plant material. The dryer-apricot model was discretized using a hybrid method. The heat and mass transfer model were linked to the CFD simulation through UDFs (User Defined Functions), using time-varying functions for the physical properties of the cape gooseberry and the hot air. During the simulation, the hot air parameters were as follows: air velocity of 1 m/s, air temperature of 60°C, and its physical and chemical properties, which are reported in Appendix 1. The final humidity and temperature results obtained through the simulation were compared with data reported in the literature to evaluate and validate the accuracy of the cape gooseberry drying model.