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Title: Estudo do modelo de contato para avaliar a dinâmica de corpos moedores em moinhos de bolas utilizando o método dos elementos discretos.
Other Titles: Contact model study to evaluate the dynamics of grinding bodies in ball mills using the discrete element method.
???metadata.dc.creator???: LIMA, Alex Alberto Agra.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: SANTOS, Neilor Cesar dos.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SANTOS , Marco Antonio dos.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SOARES, Dwight Rodrigues.
Keywords: Moinho de Bolas;Corpos Moedores;Método dos Elementos Discretos;Método dos Elementos Finitos;Simulação;Ball Mill;Grinding Media;Discrete Element Method;Finite Element Method;Simulation
Issue Date: 31-Jul-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: LIMA, A. A. A. Estudo do modelo de contato para avaliar a dinâmica de corpos moedores em moinhos de bolas utilizando o método dos elementos discretos. 2018. 131 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018.
???metadata.dc.description.resumo???: Cominuição é um processo muito utilizado no beneficiamento do minério, com o intuito de reduzir o tamanho das partículas. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar o movimento da carga de um moinho de bolas do tipo cadente, a partir de ensaio experimentais utilizando-se um sistema de filmagem e de simulação computacional 2D por meio do Método dos Elementos Discretos (MED). Avaliam-se o efeito da velocidade do processo, coeficiente de atrito de Coulomb e os modelos de contato de Kelvin-Voig e Hertz-Mindlin existentes no software DemPACK. Foi possível observar, qualitativamente que o movimento das partículas foi mesmo que o observado experimentalmente independentemente da velocidade de processo utilizada. Verificou-se um movimento oscilatório onde inicialmente atinge-se um máximo e após, uma tendência a atingir uma condição de estabilidade, sofrendo pequenas oscilações em relação a posição de equilíbrio. Foi possível realizar a calibração do modelo comparando-se as imagens obtidas pela simulação com as obtidas a partir dos experimentos realizados. Para os modelos de contato estudados (Kelvin-Voigt e Hertz Mindlin), foi verificado que, tanto a velocidade de processo quanto o coeficiente de atrito de Coulomb influenciaram no comportamento dos deslocamentos (nas direções x e y) dos corpos moedores. Para o coeficiente de atrito de Coulomb μ=0,1 não houve variação significativa no deslocamento dos corpos moedores independente da teoria de contato, mas quando o coeficiente de atrito vai de μ=0,51, os deslocamentos para o modelo de contato não linear de Hertz-Mindlin foram menores que os obtidos por meio do modelo linear de Kelvin-Voigt, para a mesma velocidade de processo. Foi possível observar os movimentos de catarata e cascata quando da simulação da carga do moinho constituída de corpos moedores e minério.
Abstract: Cominuation is a process widely used in the beneficiation of the ore, in order to reduce the size of the particles. In this sense, this work has as objective to study the movement of the load of a ball mill of the type cadente, from experimental test using a system of filming and of 2D computational simulation by means of the Method of the Discrete Elements (MED). The effect of process velocity, Coulomb friction coefficient and the Kelvin-Voig and Hertz-Mindlin contact models in the DemPACK software are evaluated. It was possible to observe, qualitatively, that the movement of the particles was even that observed experimentally regardless of the speed of the process used. An oscillatory movement was observed where a maximum is reached and afterwards a tendency to reach a stability condition, suffering small oscillations in relation to the equilibrium position. It was possible to perform the calibration of the model by comparing the images obtained by the simulation with those obtained from the experiments performed. For the contact models studied (Kelvin-Voigt and Hertz Mindlin), it was verified that both the process velocity and the Coulomb coefficient of friction influenced the behavior of the displacements (in the x and y directions) of the grinding bodies. For the Coulomb coefficient of friction μ = 0.1 there was no significant variation in the displacement of the grinding bodies independent of the contact theory, but when the coefficient of friction goes from μ = 0.51, the displacements for the non-linear contact model of Hertz-Mindlin were lower than those obtained using the Kelvin-Voigt linear model, for the same process speed. It was possible to observe the cataract and waterfall movements when simulating the mill load consisting of grinding and ore bodies.
Keywords: Moinho de Bolas
Corpos Moedores
Método dos Elementos Discretos
Método dos Elementos Finitos
Simulação
Ball Mill
Grinding Media
Discrete Element Method
Finite Element Method
Simulation
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Mecânica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7176
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