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https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18567| Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Título: | Avaliação da dinâmica granular no interior de tambores rotatórios com suspensores |
| Autor(es): | Silva, Adiel Alves da |
| Primeiro Orientador: | Brandão, Rodolfo Junqueira |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Calheiros, Cleyla Janey Peixoto |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Rocha Neto, João Batista Maia |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Gomes, Thais Logetto Caetité |
| Resumo: | Tambores rotatórios são amplamente utilizados na indústria devido à sua simplicidade geométrica e versatilidade operacional, sendo aplicados em processos como mistura, secagem e granulação. No entanto, esses equipamentos apresentam limitações associadas à segregação de partículas, influenciada por propriedades como tamanho, densidade e forma. Nesse contexto, o uso de suspensores internos surge como alternativa para intensificar a interação entre partículas e promover maior homogeneização, principalmente na região ativa do tambor. Apesar disso, os efeitos da geometria dos suspensores sobre a dinâmica granular ainda não são totalmente compreendidos. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar experimentalmente e numericamente a influência dos ângulos (α1 e α2) e dos comprimentos (l1 e l2) dos suspensores no carregamento e na distribuição das partículas. Foi utilizado um Planejamento Composto Central (PCC), tendo como variáveis resposta o ângulo de última descarga (LUF), a massa retida nos suspensores (SH), a massa na fase ativa (MAP) e o coeficiente de variação da distribuição de partículas (DSH), obtido por análise de imagens. O índice de mistura (IM) foi avaliado a partir de simulações via Método dos Elementos Discretos (DEM). Os resultados mostraram que a geometria dos suspensores influencia diretamente o comportamento do sistema. O aumento de α1 reduziu SH, enquanto α2 apresentou tendência oposta. Os comprimentos dos segmentos afetaram a formação do véu granular e a homogeneidade da distribuição, refletida em MAP e DSH. O LUF apresentou menor sensibilidade às variações geométricas, ocorrendo em uma faixa angular característica. As propriedades físicas das partículas também influenciaram os resultados, afetando tanto o carregamento quanto a dispersão. A comparação entre os resultados experimentais e numéricos demonstrou boa concordância, evidenciando a capacidade do modelo DEM em representar o comportamento do sistema, funcionando como um digital twin. Além disso, a análise do índice de mistura mostrou que a presença de suspensores intensifica a homogeneização, promovendo maior interação entre as partículas e reduzindo efeitos de segregação. Dessa forma, o estudo contribui para o entendimento da dinâmica granular em tambores rotatórios com suspensores e para a otimização desses equipamentos em aplicações industriais.Palavras-chave: tambor rotatório; mistura; região ativa; suspensores; partículas. |
| Abstract: | Rotary drums are widely used in industry due to their geometric simplicity and operational versatility, being applied in processes such as mixing, drying, and granulation. However, these systems present limitations associated with particle segregation, influenced by properties such as size, density, and shape. In this context, the use of internal flights emerges as an alternative to intensify particle interaction and promote greater homogenization, especially in the active region of the drum. Despite this, the effects of flight geometry on granular dynamics are not yet fully understood. Thus, this study aimed to experimentally and numerically evaluate the influence of the angles (α1 and α2) and segment lengths (l1 and l2) of the flights on particle loading and distribution. A Central Composite Design (CCD) was employed, considering as response variables the last unloading angle (LUF), solids holdup in the flights (SH), mass in the active phase (MAP), and the coefficient of variation of particle distribution (DSH), obtained through image analysis. The mixing index (IM) was evaluated based on simulations using the Discrete Element Method (DEM). The results showed that flight geometry directly influences system behavior. Increasing α1 reduced SH, while α2 showed an opposite trend. Segment lengths affected the formation of the particle curtain and the homogeneity of particle distribution, reflected in MAP and DSH. LUF showed lower sensitivity to geometric variations, occurring within a characteristic angular range. Particle physical properties also influenced the results, affecting both loading and dispersion. The comparison between experimental and numerical results showed good agreement, demonstrating the ability of the DEM model to represent the system behavior, acting as a digital twin. In addition, the mixing index analysis showed that the presence of flights enhances homogenization, promoting greater particle interaction and reducing segregation effects. Thus, this study contributes to the understanding of granular dynamics in rotary drums with flights and provides support for the optimization of these systems in industrial applications. |
| Palavras-chave: | Tambor rotatório - Região ativa Misturas (Química) Suspensores Partículas (Física, química, etc.) Rotary drum - Active region Mixtures (Chemistry) Flights Particles (Physics, chemistry, etc.) |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
| Sigla da Instituição: | UFAL |
| metadata.dc.publisher.department: | Curso de Engenharia Química- Bacharelado |
| Citação: | SILVA, Adiel Alves da. Avaliação da dinâmica granular no interior de tambores rotatórios com suspensores. 2026. 146 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2026. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18567 |
| Data do documento: | 10-abr-2026 |
| Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC |
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