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dc.creatorSouza, Gisele Márcia de-
dc.date.accessioned2024-03-11T21:49:42Z-
dc.date.available2024-03-11T21:49:42Z-
dc.date.issued2023-12-15-
dc.identifier.citationSOUZA, Gisele Márcia de. Investigação numérica e experimental dos fenômenos de segregação e aglomeração em um disco rotatório. 2023. 148 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.661.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41360-
dc.description.abstractAmong the equipment used for granulation, the rotating dish stands out for having a relatively simple geometry and a pronounced size-induced granular segregation. However, there is no consolidated understanding regarding the particle dynamic within the equipment. In this context, the present work aimed to study the segregating phenomenon of particles due to differences in size and material density in a rotating dish through numerical and experimental techniques. For this, glass and soy particles were used as granular material. By comparing the experimental and numerical results, it was verified that the DEM modeling adequately represented the segregation dynamics within the dish, allowing to evaluate the effect of the inclination angle, the rotational speed and the filling degree on this phenomenon. For both size and density-induced segregation, it was found that all operating conditions had a significant influence on the time to reach steady state and on the segregation intensity. The combined effect of size difference and density was also investigated. It was observed that the effect of the difference in granular size is greater than the effect of the difference in density. Additionally, the DEM approach to cohesive forces was used to model the presence of interstitial liquid in the granular bed, which occurs in wet agglomeration processes. In the numerical model validation stage, the use of the hybrid model composed of the Easo capillarity model for particle-particle contacts and the SJKR model for particle-wall contacts proved to be satisfactory, representing adequately the experimental results. The presence of humidity caused changes in flow regimes when the same velocities were considered. Through analysis of DTR curves, it was verified that the rotational speed of the rotating dish had a significant effect on the distribution of residence times and the effect of the short circuit in the granular beds with interstitial liquid was identified. When evaluating the intensity of agglomeration on the rotating dish, it was observed that the mass fractions of finer granules formed increased and those of larger granules decreased as the rotational speed was increased.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 Embargadopt_BR
dc.subjectDinâmica de partículaspt_BR
dc.subjectDEMpt_BR
dc.subjectSegregação de partículaspt_BR
dc.subjectGranulaçãopt_BR
dc.subjectForças de coesãopt_BR
dc.subjectParticle dynamicpt_BR
dc.subjectParticle segregationpt_BR
dc.subjectGranulationpt_BR
dc.subjectCohesive forcespt_BR
dc.subjectEngenharia químicapt_BR
dc.titleInvestigação numérica e experimental dos fenômenos de segregação e aglomeração em um disco rotatóriopt_BR
dc.title.alternativeNumerical and experimental investigation of segregation and agglomeration phenomena in a pan granulatorpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Barrozo, Marcos Antônio de Souza-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7024983341494297pt_BR
dc.contributor.advisor2Duarte, Claudio Roberto-
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8399881058983357pt_BR
dc.contributor.referee1Santos, Dyrney Araújo dos-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8987869956010169pt_BR
dc.contributor.referee2Pereira, Marina Seixas-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0409018782080551pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2131818267870297pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoEntre os equipamentos utilizados para a granulação, o disco rotatório se destaca por apresentar uma geometria relativamente simples e uma pronunciada ação segregadora por diferença de tamanho de material. Entretanto, não há uma compreensão consolidada acerca da dinâmica das partículas no interior do equipamento. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o fenômeno de segregação de partículas por diferenças de tamanho e densidade de material em um disco rotatório por meio de técnicas numéricas e experimentais. Para isso, foram utilizadas partículas de vidro e de soja. Ao comparar os resultados experimentais e numéricos, verificou-se que a modelagem DEM representou adequadamente a dinâmica de segregação no disco, permitindo avaliar a influência do ângulo de inclinação, da velocidade de rotação e do grau de preenchimento nesse fenômeno. Tanto para a segregação por diferença de tamanho, quanto para a segregação por diferença de densidade, foi verificado que todas as condições operacionais apresentaram influência significativa no tempo para se atingir o estado estacionário e na intensidade de segregação. O efeito combinado da diferença de tamanho e de densidade também foi investigado e foi observado que o efeito da diferença de tamanhos é maior do que o efeito da diferença de densidades. Adicionalmente, a abordagem DEM para as forças coesivas foi empregada para modelar a presença de líquido intersticial no leito granular, o que ocorre nos processos de aglomeração a úmido. Na etapa de validação do modelo numérico, a utilização do modelo híbrido composto pelo modelo de capilaridade de Easo, para os contatos partícula-partícula, e pelo modelo SJKR, para os contatos partícula-parede, se mostrou satisfatória, representando adequadamente os resultados experimentais. A presença de umidade ocasionou em mudanças nos regimes de escoamento quando foram consideradas as mesmas velocidades. Por meio de análise de curvas DTR, foi verificado que a velocidade de rotação do disco rotatório teve efeito significativo na distribuição dos tempos de residência e foi identificado o efeito de curto-circuito nos leitos granulares com líquido intersticial. Ao avaliar a intensidade da aglomeração no disco rotatório, foi observado que as frações mássicas de grânulos mais finos formados aumentaram e as dos grânulos maiores diminuíram à medida que a velocidade de rotação foi aumentada.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration148pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.embargo.termsParte dos artigos decorrentes da tese estão em processo de submissão, ainda não foram publicados. Por isso, gostaria apenas da liberação parcial do acesso. Tão logo os artigos forem publicados, o acesso poderá ser totalmente aberto.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.661pt_BR
dc.crossref.doibatchidb1520b59-4764-4806-a9bf-3734fa75ac83-
dc.subject.autorizadoEngenharia químicapt_BR
dc.description.embargo2025-12-15-
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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