Mathematical modeling for drying flint corn in a thin layer

O objetivo deste trabalho foi ajustar os coeficientes de seis modelos matemáticos e identificar aquele que melhor representa a secagem de grãos de milho “flint” em camada delgada. Para isso, desenvolveu-se uma coluna de secagem para a obtenção dos dados experimentais. Nove testes foram realizados para cada modelo, tendo-se utilizado as velocidades de 0,5, 1,0 e 1,5 m s-1 a 40, 50 e 60°C, respectivamente, para o ar de secagem. Testaram‑se os modelos de Lewis, Page, Thompson, Overhults, Brooker e Midilli para camada delgada. Todos os modelos ajustados representam o fenômeno da secagem do milho “flint” a 5% de probabilidade (teste χ2). Após ajustados, os modelos de Page, Midilli e Overhults são os melhores para a secagem de milho “flint”, com coeficiente de determinação igual a 1,000 para todos os testes e erros inferiores a 1,0%. Para as condições de secagem deste trabalho, o parâmetro n do modelo de Page não depende da velocidade e da temperatura do ar de secagem, enquanto o parâmetro k depende apenas da temperatura do ar, o que é confirmado pela análise de variância. O modelo de Page ajustado pode ser usado com precisão na predição da secagem de milho “flint” em camada delgada.The objective of this work was to adjust the coefficients of six mathematical models and to identify the one that best represents the drying of flint corn grains in a thin layer. For this purpose, a drying column was developed to obtain experimental data. Nine tests were performed for each model, using the velocities of 0.5, 1.0, and 1.5 m s-1 at 40, 50, and 60°C, respectively, for drying air. The thin-layer drying models of Lewis, Page, Thompson, Overhults, Brooker, and Midilli were tested. All adjusted models represent the phenomenon of flint corn drying at 5% probability (χ2 test). After adjusted, the models of Page, Midilli, and Overhults are the best ones for drying corn, with a coefficient of determination equal to 1.000 for all tests and errors lower than 1.0%. For the drying conditions of this work, the n parameter of the model of Page does not depend on the velocity and temperature of drying air, while the k parameter depends only on air temperature, which is confirmed by the analysis of variance. The adjusted model of Page can be used with precision for the prediction of thin-layer flint corn drying

Validação do modelo matemático de secagem de grãos de milho em leito fixo utilizando CFD / Validation of the mathematical model of corn grain drying in fixed bed using CFD

A Fluidodinâmica computacional (CFD) foi usada para simular o comportamento de secagem de um secador de milho de leito fixo bidimensional. O modelo matemático foi validado por meio da comparação com dados experimentais presentes na literatura e foi resolvido com o software ANSYS Fluent 18.0. A ferramenta adicional User-Defined Function (UDF), escrita em linguagem C, foi utilizada para customizar o software, permitindo inserir um modelo de secagem mais completo. O erro relativo percentual (ER%) entre os resultados numéricos e experimentais para o modelo unidimensional variou entre 5,44% e 12,46% demonstrando uma boa predição do comportamento da secagem do leito de grãos de milho. Para o modelo bidimensional, o valor máximo para desvio padrão relativo percentual (DPR%) entre a simulação numérica do modelo proposto e as simulações apresentadas por França et al. (1994) e Souza (1996) foi de 9,39%, também demonstrando uma boa prediçã