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A. Ciências Exatas e da Terra - 5. Matemática - 4. Matemática Aplicada
MODELAGEM MATEMÁTICA DA DIFUSIVIDADE TÉRMICA DE GRÃOS DE SOJA EM FUNÇÃO DO TEOR DE UMIDADE
Angéli Cervi 1 e Pedro Augusto Pereira Borges 2
1- Curso de Matemática - Departamento de Física, Estatística e Matemática - UNIJUÍ - angelicervi@detec.unijui.tche.br 2- Prof. Dr. do Curso de Matemática - Departamento de Física, Estatística e Matemática - UNIJUÍ - pborges@unijui.tche.br , UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL - UNIJUÍ
No Programa de Mestrado em Modelagem Matemática da UNIJUÍ são desenvolvidas pesquisas sobre métodos de determinação de parâmetros de secagem de grãos de soja. O conhecimento de tais parâmetros é fundamental para desenvolver os modelos que simulam o funcionamento de secadores de produtos agrícolas. O presente Projeto de Iniciação Científica, PIBIC/CNPq tem como objetivo avaliar a influência do teor de umidade do grão na difusividade térmica (α). Foram realizados dois tipos de experimentos: no primeiro, os grãos de soja foram submetidos a temperaturas constantes (intervalo de 60oC a 130oC, variando de 10 em 10 graus) e foram obtidas as curvas de aquecimento. Com base nestas curvas foi calculada a difusividade térmica dos grãos, resolvendo o problema inverso de condução do calor; no segundo, os grãos foram aquecidos em estufa durante quatro horas, para as mesmas temperaturas, e foi medida a variação de umidade pelo método gravimétrico. Foi medida a massa dos grãos em 11 instantes de tempos, obtendo-se as curvas de perda de massa. Foi calculado o teor de umidade (M) dos grãos para cada instante de tempo medido, no intervalo de temperatura estudado. A partir dos dados experimentais, foi criado um modelo matemático exponencial para descrever a perda de massa dos grãos de soja, mediante um ajuste de curvas, que considera a massa inicial e a massa final do grão fixas (não sujeitas à alteração por ajuste de curvas) e ajusta somente o parâmetro do expoente, usando o método dos mínimos quadrados na forma matricial. A difusividade térmica como função da umidade foi obtida relacionando os dados dos dois tipos de experimentos nos tempos correspondentes. O modelo matemático para descrever o aquecimento do grão é a própria equação da condução do calor em coordenadas esféricas, com condições de fronteira de primeira espécie e difusividade térmica variável (função do teor de umidade dos grãos). O modelo descreve bem as variações térmicas no grão.
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave:  secagem de grãos; parâmetros de secagem; problemas inversos

Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005