Quando começou 2022, provavelmente você tinha muitas incertezas de como seria o ano. Se o Brasil iria ganhar a copa, quem seria o novo presidente da república, como você iria desempenhar no trabalho e o resultado de algumas metas pessoais. Porém, uma coisa você sabia com certeza: iria chegar o Natal no fim de dezembro e toda a família estaria reunida à mesa para comer um belíssimo peru de natal. E como a simulação fluidodinâmica pode auxiliar neste processo?
Devido a esse evento festivo importante e esperado por muitos ao longo do ano, é de extrema importância que o prato principal esteja bem assado e uniforme, afinal ninguém quer comer um peru cru ou queimado. Para isso, é necessário que os fornos garantam a uniformidade do cozimento, não tendo regiões mais ou menos assadas. Os processos térmicos envolvidos no cozimento de um alimento podem ser simulados possibilitando o desenvolvimento de fornos mais eficientes e com cozimentos uniformes através da simulação.
Veja por exemplo um caso de simulação de um cozimento de um peru em um forno com ventilação forçada.
Simulação da fluidodinâmica do processo de cozimento
Para este caso, foi desenvolvido um gêmeo digital de um peru dentro de um forno através do software STAR-CCM+. No modelo, o peru foi colocado em um suporte, deixando espaço para o ar se mover abaixo dele. Posteriormente, desenvolveu-se a análise fluidodinâmica do sistema, considerando um forno de convecção, com um ventilador empurrando ar horizontalmente sobre a ave.
A simulação possibilitou aos engenheiros analisar o fluxo de ar no interior do forno. Com estes resultados, definiram duas conclusões importantes para melhorias no projeto do forno, conforme apresentado nos próximos dois tópicos.
Um forno de convecção não economiza tempo de cozimento.
Por ter um ventilador para movimentar o ar quente, é comum acreditar que os fornos de convecção cozinhem os alimentos em menor tempo que um forno convencional. Para muitos casos isso por ser verdade, entretanto a análise de fluidodinâmica mostrou que o tamanho da ave representa um desafio para o fluxo de ar, restringindo a circulação por toda sua área.
Como o ar que sai do ventilador segue o caminho de menor resistência, a região abaixo e no interior do peru recebem pouco ar. Ou seja, aumenta o tempo de cozimento dessas áreas.
Caso utilize um forno de convecção, é importante rotacionar o peru
Em um forno de convecção, o lado mais próximo do ventilador cozinhará mais rapidamente que o lado oposto. Assim, para garantir a uniformidade do cozimento é importante rotacionar o peru durante o processo.
Análise fluidodinâmica para melhoria de projeto
As simulações fluidodinâmicas são aliadas no desenvolvimento de equipamentos mais eficientes. Seja ele um equipamento doméstico ou industrial, as físicas são as mesmas e há diversas possibilidades de melhorias. Você pode avaliar por exemplo:
- a eficiência de projeto com ou sem ventilador
- verificar o consumo de energia
- avaliar a uniformidade de temperatura e o fluxo de ar
Esses são exemplos de informações que a simulação pode trazer para auxiliar os engenheiros de projeto.
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