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Análise da descarga em silos bidimensionais com insertos por meio de Fluidodinâmica Computacional (CFD)
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Resumo
O manuseio de materiais granulares está muito presente na indústria, compondo metade dos produtos da indústria química, sendo geralmente armazenadas em silos. Os silos apresentam desafios quanto à descarga, podendo apresentar zonas mortas que prejudicam o armazenamento. Para compreender o escoamento de partículas nos silos, o estudo realizado visou a obtenção, a partir de simulações por fluidodinâmica computacional (CFD), das vazões mássicas em silos com diferentes configurações de insertos: no insert, BINSERT®, BINSERT 6cm e conical insert, comparando os resultados com valores experimentais da literatura. Foi verificada a influência da altura de partículas, pressão atmosférica na saída do silo e dos coeficientes de restituição e especularidade. Foi realizada também uma análise do fluxo de partículas a partir de perfis de velocidade. Os resultados sem modificações de parâmetros foram satisfatórios para os silos de configuração no insert, enquanto modificações foram necessárias para as demais configurações. Observou-se alteração insignificante nas vazões em relação a altura e a pressão atmosférica. O aumento do coeficiente de especularidade resultou em menores vazões mássicas, e o mesmo foi observado para o coeficiente de restituição. Constatou-se, assim, que entre os parâmetros analisados, os coeficientes podem ser ajustados para se obter convergência satisfatória. O fluxo de partículas se aproximou ao mass flow apenas nas configurações BINSERT 6cm e conical insert, as quais se dão como boas adições estruturais para o silo.
Abstract
The use of granular materials is present in the industry, making up half of the products of the
chemical industry, usually stored in silos. Silos present challenges regarding discharge, and might display
dead zones, which can harm the storage. To comprehend the particle Ę ow inside silos, this study aimed at
the CFD simulation of the mass Ę ow in silos with diff erent inserts: no insert, BINSERT®, BINSERT 6cm
and conical insert, comparing the results with experimental data obtained in the literature. e inĘ uence
of particle height, atmospheric pressure on the outlet, and the restitution and specularity coeffi cients
were observed. An analysis of the particle Ę ow inside the silo through velocity proĕ les was also made.
For the simulations with no modiĕ cations on the parameters, the results were adequate for the no insert conĕ guration, while modiĕ cations were necessary for the other inserts. e results weren’t aff ected signiĕ cantly
by changes in the particle height and atmospheric pressure. Raising the specularity coeffi cient resulted in lower
mass Ę ows, and the same was observed for changes in the restitution coeffi cient. It was stated that the value of the
coeffi cients could be adjusted for a proper numeric convergence. e discharge Ę ow of particles was considered as
mass Ę ow only with the BINSERT 6cm and conical insert conĕ gurations, which are suitable structural additions
for the silo.
Descrição
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Agência de desenvolvimento
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MATEUS, F. L. B.; PETRI JÚNIOR, I. Análise da descarga em silos bidimensionais com insertos por meio de Fluidodinâmica Computacional (CFD). Cippus, Canoas, v. 8, n. 2, p. 81-97, nov. 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.18316/cippus.v8i2.6961.
