Modelización de la Distribución de Temperaturas de Granos Almacenados en Silos Mediante ABAQUS STUDENT

ANALÍA GASTÓN; RITA ABALONE; ARMANDO CASSINERA; MIGUEL ANGEL LARA

SAO Pablo, Brasil

Workshop; 4to Encuentro Latino-Americano de Usuarios de ABAQUS; 2006

KB Engineering S.R.L

La distribución de temperatura y humedad son los dos factores más importantes que afectan la calidad de los granos durante el almacenamiento. En este trabajo se presenta un modelo bidimensional para predecir la evolución de la distribución de temperatura de una masa de granos almacenados en un silo cilíndrico. Se supone que el aire intergranular se encuentra en equilibrio térmico y sorpcional con la masa de granos, que la transferencia de energía se produce en dirección axial y radial, y que además no se considera ni la evaporación de agua ni la respiración de los granos. Con estas hipótesis la transferencia de calor en la masa de granos resulta desacoplada de la transferencia de masa. Las condiciones de contorno asociadas al problema térmico tienen en cuenta las variaciones estacionales de la radiación solar, la temperatura y la humedad ambiente y el viento que se producen durante el almacenamiento. La transferencia de energía en la zona superior del silo se analiza considerando que el aire entre el techo del silo y los granos tiene una temperatura uniforme debido a las corrientes de convección presentes en esta zona. Esta masa de aire intercambia energía con los granos y el techo por convección. Además se suponen despreciables los gradientes de temperatura en el techo del silo que intercambia energía por convección y radiación con el medio ambiente. Para calcular el promedio diario de la radiación solar incidente, el silo cilíndrico se aproxima por un prisma de 32 caras. El promedio sobre todas las caras se asigna como la radiación solar sobre la pared lateral. Un tratamiento similar se propone para calcular la radiación solar sobre el techo. El sistema de ecuaciones resultante se resolve empleando el módulo de Transferencia de Calor de ABAQUS STUDENT, modelizando el conjunto como tres partes (granos – aire - techo) que interaccionan intercambiando energía por convección y radiación. Se evalúa la evolución de la temperatura de trigo almacenado desde Diciembre a Julio para las condiciones climáticas de Rosario. Las predicciones indican que la zona central es la menos sensitiva a los cambios estacionales, mientras que las variaciones de temperatura cercanas a la superficie y a la chapa galvanizada pueden afectar seriamente la calidad de los granos almacenados.