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http://hdl.handle.net/11422/13516| Type: | Dissertação |
| Title: | Validation and application of breakage model in the discrete element method through the simulation of comminution systems |
| Other Titles: | Validação e aplicação de modelo de quebra no método dos elementos discretos através da simulação de sistemas de cominuição |
| Author(s)/Inventor(s): | André, Flávio Pereira |
| Advisor: | Tavares, Luís Marcelo Marques |
| Abstract: | O presente trabalho descreve um modelo empírico-fenomenológico que cobre todos os aspectos relevantes da quebra de partículas e foi implementado na plataforma comercial Rocky DEM, adotando um esquema de substituição de partículas para representar a fragmentação de partículas. O modelo descreve propriedades fundamentais de partículas minerais, como a distribuição de energia de fratura em uma população de partículas, o efeito de tamanho na probabilidade de quebra, o enfraquecimento de partículas devido a impactos repetidos e a relação entre energia e a distribuição de tamanho de fragmentos. Numa primeira fase, a verificação do modelo foi realizada comparando os resultados do modelo analítico previamente ajustado aos dados experimentais com as simulações de testes de quebra de partículas individuais. A análise de sensibilidade das simulações variando diferentes parâmetros relevantes também foi realizada. Posteriormente, o modelo de simulação foi validado através da comparação de seus resultados com experimentos de teste de impacto em leitos de partículas não confinados. A boa concordância demonstra o potencial do modelo para simular sistemas mais complexos nos quais as simulações do DEM devem incluir uma descrição efetiva da quebra. Por fim, o modelo foi utilizado para a simulação de um britador cônico em escala de laboratório e um britador de impacto de eixo horizontal em escala piloto. |
| Abstract: | The present work describes a detailed empirical-phenomenological model that characterizes all relevant aspects of body breakage and has been implemented in the commercial DEM platform Rocky DEM, adopting a particle replacement scheme to represent particle fragmentation. The model describes fundamental properties of ore particles, such as the distribution of fracture energy among a population of particles, the size effect on breakage probability, the weakening of particles due to repeated stressing events and the relation between energy and fragment size distribution. At a first stage, the verification of the model has been carried out by comparing results from the analytical model previously fitted to experimental data with simulations of single particle breakage tests. Sensitivity analysis of simulations varying different relevant parameters has also been performed. Afterwards, the simulation model was validated by comparing its results to drop ball test experiments on unconfined particle beds. The good agreement demonstrates the potential of the model to simulate more complex systems in which DEM simulations must include an effective description of breakage. Finally, the model has been used to simulate a laboratory-scale cone crusher and a pilot-scale horizontal shaft impact crusher. |
| Keywords: | Cominuição Método dos elementos discretos Rocky DEM |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Aug-2019 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | eng |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | Engenharia Metalúrgica e de Materiais |
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