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Metodologia de calibração de um modelo de elementos discretos, formado por partículas, utilizado na simulação de processos de uma usina de asfalto

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Metodologia de calibração de um modelo de elementos discretos, formado por partículas, utilizado na simulação de processos de uma usina de asfalto

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Título Metodologia de calibração de um modelo de elementos discretos, formado por partículas, utilizado na simulação de processos de uma usina de asfalto
Outro título Method of calibrating a model of discrete elements formed by particles used on simulation of asphalt plant processes
Autor Almeida, Mateus Vagner Guedes de
Orientador Iturrioz, Ignacio
Data 2014
Nível Graduação
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Curso de Engenharia Mecânica.
Assunto Engenharia
[en] Asphalt
[en] Calibration
[en] Discrete elements
[en] Granite
Resumo A demanda crescente de estradas exige a otimização do processo de produção de asfalto com qualidade superior. A compreensão do comportamento do material particulado dentro dos subsistemas de uma usina de asfalto é muitas vezes muito difícil devido às dificuldades de visualização ou medição. Nesse caso, métodos numéricos podem ser utilizados para obter uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos no comportamento do material particulado em uma usina. Em vista disso, esse trabalho tem como objetivo a apresentação de uma metodologia de calibração, utilizando elementos discretos, de um conjunto de pedras de granito que são usadas no processo de produção de mistura de asfáltica. Para isso, fez-se o uso do método de experimentos planejados para melhor compreensão do efeito das propriedades micro mecânicas do granito no comportamento macro mecânico do conjunto de partículas. Regressões lineares foram obtidas a partir dos experimentos planejados como ferramentas auxiliares para o processo de calibração. Os resultados dos experimentos planejados mostram que a densidade do material é a propriedade microscópica mais influente na densidade aparente do material, enquanto os coeficientes de atrito tem maior influência no ângulo de repouso de uma pilha de material. O modelo calibrado foi então testado na simulação da descarga de um silo onde se obteve uma boa representação dentro de um intervalo de tempo intermediário do processo de simulação. Finalmente, é possível observar que a metodologia empregada se apresenta consistente e poderia ser utilizada para calibrar os modelos a serem empregados na simulação de problemas mais complexos como o da simulação dos processos de uma usina de asfalto.
Abstract The growing demand for roads requires the optimization of the production of asphalt mix with high quality. Understanding the bulk behavior of particles within an asphalt plant’s subsystems is often very difficult due to the difficulties on visualization or measurement. In this case, numerical methods can be used to get a better understanding of the phenomena involved in the bulk behavior on an asphalt plant. Considering that, this work aims to present a methodology for the calibration using discrete elements of a set of granite rocks that are used in the process of asphalt mix production. Therefore, the design of experiment (DOE) was used to better understand the effect of granite’s micro mechanical properties in macro mechanical behavior. Linear regressions were obtained from DOE as assist tool to the process of calibration. The results of the DOE show that the density of the material is the most influential microscopic property in the apparent density of the material, while the coefficients of friction have a greater influence on the angle of repose during the pile formation. The calibrated model was then tested in the simulation of a silo discharge which revealed a good representation within a time interval. Finally, it is observed that the methodology here used was consistent and could be used to calibrate models used in simulations of more complex problems as the simulation of an asphalt plant process.
Tipo Trabalho de conclusão de graduação
URI http://hdl.handle.net/10183/109135
Arquivos Descrição Formato
000949372.pdf (716.2Kb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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