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Title: Modelagem de parâmetros fluidodinâmicos de tomates.
Other Titles: Modeling fluid dynamic parameters of tomatoes.
???metadata.dc.creator???: MELO, Ruth Brito de Figueiredo.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: DUARTE, Maria Elita Martins.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: MATA, Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti.
???metadata.dc.contributor.referee1???: GOUVEIA, Deyzi Santos.
???metadata.dc.contributor.referee2???: ALMEIDA, Renata Duarte.
???metadata.dc.contributor.referee3???: GAMA, Marcos José de Almeida.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SOUSA, Ramon Viana de.
Keywords: Ascensão;Rise;Ascensión;Modelagem;Modeling;Tomates;tomatoes;Los tomates;Fluido;Fluid;Variedade italiana;Italian variety;Variedad italiana
Issue Date: 13-Dec-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MELO, R. B. de F. Modelagem de parâmetros fluidodinâmicos de tomates. 2019. 158 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos), Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019
???metadata.dc.description.resumo???: Esta pesquisa teve como objetivo estudar as características físicas e os parâmetros hidrodinâmicos de duas variedades de tomates: caqui e italiano (Solanum lycopersicum L.), em cinco estádios de maturação, de verde a maduro. Para atingir esses resultados, foram determinados o teor de água, a firmeza, as características físicas dos tomates, os parâmetros hidrodinâmicos: velocidade terminal (Vt), coeficiente de arraste (CD), número de Reynolds (Re), efeito de parede (KP), orientação dos frutos na água e a análise do efeito da forma com determinação desses parâmetros para modelos esféricos de mesma massa específica. Para a determinação dos parâmetros hidrodinâmicos experimentais, foram utilizadas vinte e cinco amostras de cada variedade de fruto, bem como três modelos esféricos, os quais foram dispostas no equipamento de observação experimental, constituído de uma coluna de vidro com seção transversal quadrada. A velocidade terminal dos frutos e dos modelos esféricos foi registrada por uma câmera e foi analisada utilizando a ferramenta computacional Quick Time Player. Para os parâmetros hidrodinâmicos calculados dos tomates, foram utilizadas as equações para partículas isométricas dadas por Pettyjohn e Christiansen (1948), Concha e Barrientos (1986), Haider e Levenspiel (1989), Coelho e Massarani (1996); e para os modelos esféricos, foram utilizadas as equações para partículas esféricas dadas por Vennard (1961) através da curva (CD x Re), considerando o CD = 0,44, Abraham (1970), Brauer e Sucker (1976), Concha e Almendra (1979), Haider e Levenspiel (1989) e Coelho e Massarani (1996). Devido à irregularidade dos frutos, as alterações de tamanho e forma durante a maturação não foram estatisticamente significativas. Por essa razão, os frutos foram organizados e analisados por ordem crescente do fator de forma (esfericidade) com suas respectivas velocidades de subida, coeficientes de arraste, número de Reynolds e também analise de efeito de parede. Concluiu-se que os tomates da variedade italiano têm maiores números de (Re), menores valores de (CD) e velocidade terminal maior que a velocidade do tomate caqui. Os frutos da variedade caqui não apresentaram efeito de parede, enquanto que os da variedade italiano chocaram-se várias vezes nas paredes, percebendo-se que existe grande influência da forma do fruto nestes parâmetros, visto que essas frutas apresentaram densidade muito próxima. Já para os modelos esféricos, o modelo de maior diâmetro obteve maior valor de velocidade terminal e tendeu a se aproximar mais da parede do tubo do que os de menores diâmetros. Quando as equações da literatura são utilizadas para as partículas isométricas e esféricas, os valores obtidos não apresentam boas correlações com os valores experimentais. Desse modo, realizou-se uma modelagem matemática para coeficiente de arraste, número de Reynolds e velocidade terminal dos tomates, para esfericidades variando entre 0,76 e 1.
Abstract: This research aimed to study the physical characteristics and hydrodynamic parameters of two tomato varieties: persimmon and Italian (Solanum lycopersicum L.), in five ripening stages, from green to ripe. To achieve these results, were determined water content, firmness, physical characteristics of tomatoes, hydrodynamic parameters: terminal velocity (Vt), drag coefficient (CD), Reynolds number (Re), wall effect (KP), fruit orientation in water and shape effect analysis with determination of these parameters for spherical models of the same specific mass. For the determination of the experimental hydrodynamic parameters, twenty five samples of each fruit variety were used, as well as three spherical models, which were arranged in the experimental observation equipment, consisting of a glass column with square cross section. The terminal velocity of fruits and spherical models was recorded by a camera and were analyzed using the computational tool Quick Time Player. For the hydrodynamic parameters calculated from tomatoes, the equations for isometric particles given by Pettyjohn and Christiansen (1948), Concha and Barrientos (1986), Haider and Levenspiel (1989), Coelho and Massarani (1996); and for the spherical models, the equations for spherical particles given by Vennard (1961) through the curve (CD x Re) were considered considering the CD = 0.44, Abraham (1970), Brauer and Sucker (1976), Concha e Almendra (1979), Haider and Levenspiel (1989) and Coelho and Massarani (1996). Due to fruit irregularity, changes in size and shape during ripening were not statistically significant. For this reason, the fruits were organized and analyzed in ascending order of the form factor (sphericity) with their respective climb speeds, drag coefficients, Reynolds number and also wall effect analysis. It was concluded that the tomatoes of the Italian variety have higher number of (Re), lower values of (CD) and terminal velocity higher than the speed of persimmon tomato. The fruits of the persimmon variety had no wall effect, while the fruits of the Italian variety crashed several times on the walls, realizing that there is a great influence of the fruit shape on these parameters, since these fruits had very close density. For spherical models, the larger diameter model obtained a higher terminal velocity value and tended to be closer to the pipe wall than the smaller diameter ones. When using the literature equations for isometric and spherical particles, the obtained values do not correlate well with the experimental values. Thus, a mathematical modeling for drag coefficient, Reynolds number and terminal velocity of tomatoes was performed for sphericities ranging from 0.76 to 1.
Keywords: Ascensão
Rise
Ascensión
Modelagem
Modeling
Tomates
tomatoes
Los tomates
Fluido
Fluid
Variedade italiana
Italian variety
Variedad italiana
???metadata.dc.subject.cnpq???: Desenvolvimento de Produto
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/12643
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