Título: DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SIMULAÇÃO DEM DO AMENDOIM PARA ANÁLISE DO ESCOAMENTO EM SECADORES ROTATÓRIOS
Título alternativo: DETERMINATION OF PEANUT DEM SIMULATION PARAMETERS FOR ANALYSIS OF FLOW IN ROTARY DRYERS
Autoria de: Debora Botega de Aguiar
Orientação de: Suellen Mendonca Nascimento
Coorientação de: Lidja Dahiane Menezes Santos Borél
Presidente da banca: Suellen Mendonça Nascimento
Primeiro membro da banca: Lidja Dahiane Menezes Santos Borél
Segundo membro da banca: Isabele Cristina Bicalho
Terceiro membro da banca: Tiago José Pires de Oliveira
Palavras-chaves: secagem, atrito estático, atrito dinâmico, regimes de escoamento, simulação DEM
Data da defesa: 14/08/2024
Semestre letivo da defesa: 2024-1
Data da versão final: 27/08/2024
Data da publicação: 27/08/2024
Referência: Aguiar, D. B. d. DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SIMULAÇÃO DEM DO AMENDOIM PARA ANÁLISE DO ESCOAMENTO EM SECADORES ROTATÓRIOS. 2024. 55 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.
Resumo: Para que o armazenamento do amendoim seja viável, é necessário que o submeta ao processo de secagem, para que se reduza o teor de água presente em seu interior, retardando sua degradação. Para esse grão, um dos meios utilizados de redução de umidade é a secagem utilizando como equipamento o secador de tambor rotatório com infravermelho, que além da operação habitual é acrescido de radiação como forma de reduzir custos operacionais e energéticos. Para que o uso de tecnologias seja eficaz, é preciso conhecer a fluidodinâmica das partículas que preenchem o tambor durante a operação. Através de modelos matemáticos como o Método dos Elementos Discretos consegue-se acompanhar a simulação das partículas de maneira individual e com isso, torna-se possível determinar os coeficientes de atrito estático e dinâmico, bem como analisar o comportamento do leito granular no interior do secador. Para colocar em prática os objetivos do estudo, foi necessária a realização de experimentos em laboratório a serem usados como comparativo à simulação. Utilizando recursos computacionais como o Ligggts e Paraview e métodos matemáticos como o Planejamento Composto Central, replicou-se os aparatos experimentais e fez-se simulações variando os parâmetros de entrada para que se pudesse determinar os ângulos de atrito estático e dinâmico e posteriormente os respectivos coeficientes. Simulou-se a operação variando a velocidade de rotação do tambor e através dos parâmetros utilizados foi possível encontrar um coeficiente de atrito estático partícula-partícula de 0,2 e partícula-parede de 0,6. Enquanto para o coeficiente de atrito dinâmico chegou-se a valores de 0,06 e 0,02 para a interação partícula-partícula e partícula-parede, respectivamente. Observou-se também o comportamento dos grãos no secador em operação, com velocidades distintas. Conseguiu-se identificar a presença dos principais regimes de escoamento mesmo que com períodos de instabilidade. E de forma complementar, pode-se observar que a fração de enchimento do tambor influencia diretamente na velocidade de rotação empregada para que estes regimes sejam atingidos.
Abstract: For peanut storage to be viable, it is necessary to subject it to the drying process, in order to reduce the water content present inside it, slowing down its degradation. For this grain, one of the means used to reduce moisture is drying using the infrared rotary drum dryer, which, in addition to the usual operation, is added to radiation as a way to reduce operational and energy costs. For the use of technologies to be effective, it is necessary to know the fluid dynamics of the particles that fill the drum during operation. Through mathematical models such as the Discrete Element Method, it is possible to monitor the simulation of the particles individually and, with this, it becomes possible to determine the coefficients of static and dynamic friction, as well as to analyze the behavior of the granular bed inside the dryer. In order to put the objectives of the study into practice, it was necessary to carry out laboratory experiments to be used as a comparison to the simulation. Using computational resources such as Ligggts and Paraview and mathematical methods such as Central Composite Planning, the experimental apparatus was replicated and simulations were performed by varying the input parameters in order to determine the static and dynamic friction angles and subsequently their respective coefficients. The operation was simulated by varying the drum rotation speed and, through the parameters used, it was possible to find a static particle-particle friction coefficient of 0.2 and a particle-wall coefficient of 0.6. While for the dynamic friction coefficient, values ????of 0.06 and 0.02 were reached for the particle-particle and particle-wall interactions, respectively. The behavior of the grains in the dryer during operation was also observed, at different speeds. It was possible to identify the presence of the main flow regimes, even with periods of instability. In addition, it can be observed that the filling fraction of the drum directly influences the rotation speed used to achieve these regimes.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Debora Botega de Aguiar e Universidade Federal de Lavras
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