Estudo experimental e numérico do perfil de aquecimento de um forno solar aplicado à secagem

Resumo

Dentre as técnicas de conservação de alimentos, pode-se destacar a secagem. No entanto, esta é uma operação que demanda um alto consumo energético e pode ser viabilizada pela aplicação de uma fonte energética alternativa não poluente e inesgotável, como a energia solar. Um equipamento aplicado a secagem que opera a partir da captação de raios solares é o forno solar. A partir de objetos refletores ocorre a reflexão dos raios solares para o interior desse secador, proporcionando o aumento da temperatura do ar contido no forno, para posterior aplicação como ar de secagem. A fim de melhor entender o funcionamento deste secador, diversos autores vêm estudando-o através de simulações computacionais. Considerando o exposto, o objetivo desse trabalho é realizar um estudo experimental e numérico do aquecimento de um forno solar. O experimento consistiu na exposição do forno aos raios solares e registro contínuo dos valores de temperatura ambiente e em diferentes posições no equipamento. O modelo matemático utilizado é constituído por balanços de energia individuais para cada componente do secador, sendo que o cálculo dos coeficientes de transferência de calor na forma convectiva e por radiação foram baseados em trabalhos da literatura. O modelo foi implementado no software livre Scilab®, utilizando o solucionador lsoda do pacote ODEPACK e os experimentos foram desenvolvidos na UFTM em Uberaba – MG. Os resultados mostraram que a abordagem de modelagem empregada foi eficiente na predição do comportamento térmico do secador, que atingiu temperaturas adequadas à secagem (T_s^* = 82^oC)  apenas com utilização de energia solar.