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dc.creatorMachado, Marcela Vieira Caixeta-
dc.date.accessioned2020-08-03T15:23:55Z-
dc.date.available2020-08-03T15:23:55Z-
dc.date.issued2020-02-21-
dc.identifier.citationMACHADO, Marcela Vieira Caixeta. Estudo experimental e numérico da operação de moagem em um moinho de bolas com suspensores. 2020. 112 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.99pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29590-
dc.description.abstractIn a ball mill, the interaction between the grinding media and the material to be ground will determine the efficiency of the grinding operation. The occurrence of breakage events is the result of numerous collisions between materials and the energy involved in the impacts. The dynamics of particulate material inside the mill can be better understood through experimental studies and numerical simulations. For this purpose, the Lagrangean approach (or DEM) emerges as a consolidated tool, but involves some limitations, such as the need to specify some physical parameters that will determine the correct representation of the particular dynamics. Thus, the present study performed the experimental measurement of these DEM parameters, namely the restitution coefficient and static and rolling friction coefficients, and analyzed the influence of different test conditions on these measurements. Through DEM numerical simulations, it was investigated how the measured values of the DEM parameters influence the number of collisions and collision energy between the grinding media inside the ball mill under different experimental conditions and, consequently, how they can affect the simulation result of the grinding operation. It was observed that different measured parameter values for the same interaction alternating the role of each material on the particle-surface pairs were not the same, with a maximum deviation of 43,8%. This requires a deeper understanding of the parameters application in the DEM model calculations, because the different measured values of these parameters changed the results of number of collisions and collision energy, which may directly affect the predictions of milling performance by numerical simulations. It was also investigated how the liner design of a ball mill, such as the quantity and geometry of the lifters, can affect the number of collisions and collision energy, thus defining their influence on the performance of the grinding operation. Finally, quartzite particles were broken both experimentally and by numerical simulations using the Bonded Particle Model (BPM). In both situations, the conditions of maximum number of collisions and collision energy were employed, and the optimized condition of these two responses simultaneously through the desirability function. It was found that the optimized condition was the one that resulted in the best breaking efficiency of quartzite particles (59,2%), instead of using only the individual maximum conditions of each response “number of collisions” (38,7%) and “collision energy” (47,5%).pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMoinho de bolaspt_BR
dc.subjectParâmetros DEMpt_BR
dc.subjectAbordagem Lagrangeanapt_BR
dc.subjectDEMpt_BR
dc.subjectColisõespt_BR
dc.subjectEnergia de colisãopt_BR
dc.subjectSuspensorespt_BR
dc.subjectBall millpt_BR
dc.subjectDEM parameterspt_BR
dc.subjectLagrangian approachpt_BR
dc.subjectCollisionpt_BR
dc.subjectEnergy collisionpt_BR
dc.subjectLifterspt_BR
dc.subjectEngenharia químicapt_BR
dc.titleEstudo experimental e numérico da operação de moagem em um moinho de bolas com suspensorespt_BR
dc.title.alternativeExperimental and numerical study of the grinding operation in a ball mill with suspensorspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Duarte, Claudio Roberto-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8399881058983357pt_BR
dc.contributor.advisor2Barrozo, Marcos Antonio de Souza-
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7024983341494297pt_BR
dc.contributor.referee1Santos, Dyrney Araújo dos-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8987869956010169pt_BR
dc.contributor.referee2Béttega, Rodrigo-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1379682125857376pt_BR
dc.contributor.referee3Ávila Neto, Cícero Naves de-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5876235459236551pt_BR
dc.contributor.referee4Malagoni, Ricardo Amâncio-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4827206212589655pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6558780597636366pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoEm um moinho de bolas, a interação entre os corpos moedores e o material a ser moído vai determinar o desempenho da operação de moagem. A ocorrência dos eventos de quebra é resultado das inúmeras colisões entre os materiais e da energia envolvida nos impactos. A dinâmica do material particulado no interior do moinho pode ser melhor compreendida por meio de estudos experimentais e simulações numéricas. Com este propósito, a abordagem Lagrangeana (ou DEM) surge como uma ferramenta consolidada, mas envolve algumas limitações, como a necessidade de especificação de alguns parâmetros físicos que vão determinar a correta representação da dinâmica granular. Desta forma, o presente estudo realizou a medida experimental destes parâmetros, a saber o coeficiente de restituição e os coeficientes de atrito estático e de rolamento, e analisou a influência de diferentes condições de ensaio sobre estas medidas. Por meio de simulações numéricas DEM, foi investigado como os valores medidos dos parâmetros DEM influenciam no número de colisões e na energia de colisão entre os corpos de moagem no interior do moinho de bolas em diferentes condições experimentais e, consequentemente, como eles podem vir a afetar o resultado da simulação da operação de moagem. Observou-se que diferentes valores medidos dos parâmetros para uma mesma interação de pares de materiais permutados no papel partícula-superfície não foram iguais, com uma diferença máxima de 43,8%. Isto requer o correto entendimento da aplicação dos parâmetros nos cálculos do modelo DEM, já que os diferentes valores medidos destes parâmetros alteraram os valores resultantes de número de colisões e energia de colisão, o que pode afetar diretamente nas previsões de desempenho da operação de moagem dadas pela simulação numérica. Foi investigado também como as características de revestimento de um moinho de bolas, como a quantidade e a geometria dos suspensores podem afetar o número de colisões e a energia de colisão, definindo, assim, a sua influência sobre o desempenho da operação de moagem. Por fim, foi realizada a moagem de partículas de quartzito, tanto experimentalmente, quanto por meio de simulações numéricas, utilizando o Modelo das Partículas Ligadas (BPM). Em ambas as situações, foram empregadas as condições de máximo número de colisões e energia de colisão, e a condição otimizada destas duas respostas simultaneamente através da função desejabilidade. Constatou-se que a condição otimizada foi a que acarretou na melhor eficiência de quebra das partículas de quartzito (59,2%), ao invés de se utilizar apenas as condições máximas individuais de cada resposta “número de colisões” (38,7%) e “energia de colisão” (47,5%).pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration112pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.99pt_BR
dc.orcid.putcode78285490-
dc.crossref.doibatchidadd0c1ea-4fbc-4bfd-811f-b22b6e154d78-
dc.subject.autorizadoMoinhos e trabalhos em moinhospt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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