Proposta de uma nova metodologia para a determinação da transição catarateamento-centrifugação utilizando partículas esféricas e não-esféricas em um tambor rotatório via técnicas de CFD

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dc.contributor.advisor1Santos, Dyrney Araújo dos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8987869956010169eng
dc.contributor.referee1Santos, Dyrney Araújo dos
dc.contributor.referee2Souza, Thiago Leandro de
dc.contributor.referee3Petri Júnior, Irineu
dc.creatorBenedito, Wanessa Mendonça
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5063420741704229eng
dc.date.accessioned2020-03-19T15:33:07Z
dc.date.issued2020-02-18
dc.description.abstractRotary drums are widely utilized in several industrial processes, such as drying, mixing, milling, granulation, among others. The widespread frequent use of rotary drums is due to their simple design and their capability to handle materials characterized by broad size distributions with significant differences in their physical properties. The granular flow inside rotary drums can be classified in different forms: sliding, slumping, rolling, cascading, cataracting, and centrifuging regimes. This classification depends on the drum operating conditions and the physical properties of the particulate material envolved in the granular flow. There are have been no reposts in the literature that presents a precise methodology for cataracting-centrifuging transition identification in rotary drums. This identification is carried out exclusively by visual and subjective way. In this context, the present work aims the proposition of a methodology for the cataracting-centrifuging transition identification, for different particle shapes, using the Multiphase Granular Eulerian Model (MGEM), implemented by CFD simulations. When compared to the Lagrangian model (DEM), the mainly difficult associated with Eulerian model is the particle shape representation, since the solid phase is treated as continuous in CFD simulations. The particle shape for non-spherical particles was indirectly represented in the MGEM using the critical solid fraction (αsc), a parameter associated with the Schaeffer’s frictional model. The present work is also dedicated to overcoming this difficulty. The drum length effect on the cataracting-centrifuging transition was also analyzed. Using the methodology herein proposed was verified that the particle shape and the drum length influence the cataracting-centrifuging transition behavior. For nonspherical particles was required lower values of rotation speed to reach the centrifuging regime condition when compared with spherical particles. It was verified that the lower the drum length, the higher the facility associated with the transition for centrifuging regime for both particle shapes.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2020-03-19T11:29:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Mendonça Benedito - 2020.pdf: 5316367 bytes, checksum: aeb9e164df99e4df1e4f76df3f6652d8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoTambores rotatórios são largamente utilizados em diversos tipos de processos industriais, tais como secagem, mistura, moagem, granulação, entre outros. O amplo emprego deste tipo de equipamento deve-se à simplicidade de seu design e à sua capacidade de lidar com materiais contendo uma extensa faixa de distribuição granulométrica, com diferenças significativas em suas propriedades físicas. Os regimes de escoamento no interior de tambores rotatórios podem ser classificados, basicamente, em: deslizamento, avalanche, rolamento, cascateamento, catarateamento e centrifugação. Esta classificação depende das condições operacionais do tambor e de propriedades físicas do material particulado envolvido no escoamento. Ainda são escassos os trabalhos presentes na literatura que trazem uma metodologia precisa para a identificação da transição entre estas formas de escoamento no interior de tambores rotatórios, sendo esta identificação feita exclusivamente de forma visual e subjetiva. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a proposição de uma metodologia para a identificação da transição catarateamento-centrifugação de forma objetiva e numérica, para partículas de diferentes formatos, utilizando o Modelo Euleriano Granular Multifásico (MEGM), implementado por meio de simulações em CFD. Uma das dificuldades associadas ao uso do modelo Euleriano, quando comparado com o modelo Lagrangeano (Discrete Element Method - DEM), é a representação do formato da partícula, uma vez que a fase sólida é tratada como contínua nas simulações em CFD, sendo a superação de tal deficiência um dos objetivos do presente trabalho. O formato das partículas não-esféricas foi representado de forma indireta no MEGM considerando-se o efeito friccional por meio da fração crítica de sólidos (αsc), parâmetro relacionado ao modelo friccional de Schaeffer. O efeito do comprimento do tambor sobre a transição catarateamento-centrifugação também foi analisado. Por meio da metodologia aqui proposta foi possível demonstrar que o formato da partícula e o comprimento do tambor possuem uma forte influência sobre o comportamento da transição catarateamento-centrifugação. Partículas não-esféricas requereram menores valores de velocidades de rotação do tambor para alcançarem o regime de centrifugação quando em comparação com as partículas esféricas. Constatou-se que, quanto menor o comprimento do tambor, maior a facilidade de transição para o regime de centrifugação para ambos os formatos de partículas abordados.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationBenedito, W. M. Proposta de uma nova metodologia para a determinação da transição catarateamento-centrifugação utilizando partículas esféricas e não-esféricas em um tambor rotatório via técnicas de CFD. 2020. 54 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2020.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/10450
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RG)eng
dc.publisher.initialsUFGeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectModelo Euleriano Granular Multifásico (MEGM)por
dc.subjectViscosidade friccionalpor
dc.subjectFormato da partículapor
dc.subjectEfeito de paredepor
dc.subjectRegimes de escoamento em tamborespor
dc.subjectMultiphase Granular Eulerian Model (MGEM)eng
dc.subjectFrictional viscosityeng
dc.subjectParticle shapeeng
dc.subjectEnd-caps effecteng
dc.subjectDrum flow regimes.eng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAeng
dc.titleProposta de uma nova metodologia para a determinação da transição catarateamento-centrifugação utilizando partículas esféricas e não-esféricas em um tambor rotatório via técnicas de CFDeng
dc.title.alternativeNew proposed methodology for cataracting–centrifuging transition determination using nonspherical and spherical particles in a rotary drum using CFD simulationseng
dc.typeDissertaçãoeng

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