Analisis del movimiento del aire en una secadora de cafe de lecho fijo (2019)
En Colombia, la industria de maquinaria agrícola fabrica diferentes modelos de sistemas mecánicos que permiten el secado de café. Los secadores mecánicos más usados son los de capa estática o lecho fijo, en los cuales el aire caliente es forzado a pasar por cada uno de los lechos donde se encuentra almacenado el café. Sin embargo, se han presentado problemas debido a la no uniformidad de secado que presentan estos sistemas. Por esta razón, este trabajo busca mediante herramientas computacionales (CFD), caracterizar fluido-dinámicamente el aire que pasa a través del café en una secadora o silo de varios niveles, con el fin de predecir y visualizar la no uniformidad en el sistema. Se obtienen aproximaciones numéricas que predicen el comportamiento de flujo real en la geometría actual y en propuestas dadas, visualizando las secciones del sistema donde el flujo no hace contacto con el lecho poroso, se logra aumentar la uniformidad en un 55% que permite un mayor contacto del gas con el grano dentro del sistema, se ahorra en procesos experimentales costosos y se obtienen recomendación de diseño. Otro aspecto importante es la utilización de software libre; se usa Salome para la construcción de la malla; OpenFOAM, para la solución de los modelos matemáticos, y paraWiev para la visualización de los resultados. El modelo matemático resuelve las ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento junto con la ecuación de Darcy-Forchheimer de medios porosos, además de dos ecuaciones adicionales para modelar el fenómeno turbulento. La validación se realizó a través de un estudio de referencia (caso Benchmark).