SIMULAÇÃO DE FLUXO - DEM

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A KOT Engenharia utiliza a tecnologia DEM (método dos elementos discretos) para análise de fluxos de material granulado em transportadores, chutes de transferência, silos, descargas de caminhões ou escavadeiras e desviadores de fluxo.

Por meio da simulação numérica do fluxo de material é possível prever diversos fenômenos que podem ocasionar problemas ao processo tais como falhas estruturais, desgaste acentuado de placas de desgaste ou de correias transportadoras, entupimento de chutes, excesso de poeira, velocidade excessiva e perda de material.

Benefícios da Análise:

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  • Predição do fluxo de partículas pelo chute considerando a colisão das mesmas entre si e com as superfícies existentes como: chutes, correia, desviadores, chapas de desgaste;

  • Possibilita um ajuste preciso de posição das correias, chapas de impacto e demais acessórios do chute de modo a otimizar o fluxo conforme a necessidade;

  • Aumenta consideravelmente a vida útil de correias, pois reduz o desgaste nos pontos de alimentação.

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CASES

Simulação de Chutes

Em um estudo recente, foi avaliada a condição dos chutes de descarga dos trailers das empilhadeiras/recuperadoras, quando os equipamentos executavam a operação de empilhamento. Através de um modelo tridimensional elaborado inicialmente no SolidWorks, as simulações pelo método dos elementos discretos foram realizadas com o software Rocky. Essa análise via DEM baseia-se nas interações partícula-partícula e partícula-superfície, onde são levados em consideração os seguintes parâmetros: tamanho e forma das partículas, densidade aparente do minério, parâmetros de interação partícula-partícula e partícula superfície.

Inicialmente, os equipamentos apresentavam problemas como queda de material muito próxima ao tambor de acionamento do transportador e vazamentos pelas guias e comportas. A partir das definições da capacidade de transporte e caracterização do material (minério de ferro), foram efetuadas duas simulações: a primeira que considera as condições de projeto e, posteriormente, uma configuração que atentava para uma condição observada em campo.

Como a variação do ângulo da lança no processo de empilhamento causava uma variação no fluxo de minério através do chute, foram executadas simulações com diferentes posições das lanças. Avaliaram-se as piores condições encontradas, sendo uma das piores para a angulação da lança igual a 75º, como visto na Figura Amostra de Casos 30.

 Amostra de Casos  30: Material acumulado na zona de transição da correia, lança com 75º

Amostra de Casos 30: Material acumulado na zona de transição da correia, lança com 75º

Para a mesma configuração da lança observou-se o despejo descentralizado do material na correia, o que tende a desalinhá-la, conforme observado na Figura Amostra de Casos 31.

 Amostra de Casos  31: Despejo descentralizado

Amostra de Casos 31: Despejo descentralizado

 Amostra de Casos 32: Linha do centro de giro e a queda de material descentralizada.

Amostra de Casos 32: Linha do centro de giro e a queda de material descentralizada.

Através de todas as análises, constatou-se um erro de projeto em relação à descarga de material ocorrer de forma descentralizada. O posicionamento do tambor implicava no despejo de material fora do centro de giro da máquina e, consequentemente, de forma descentralizada na correia do transportador da lança (Figura Amostra de Casos 32

A intervenção proposta consistia em uma chapa de desvio instalada na bota do chute, em posição e condições determinadas pelas análises discretas. Todo esse processo adotou como premissas a menor intervenção, menor custo associado e a não modificação da geometria e estrutura do equipamento. Na Figura Amostra de Casos 33 e Figura Amostra de Casos 34, observa-se maiores detalhes para a modificação sugerida.

 Amostra de Casos  33: Modificações propostas, vistas lateral e superior do chute.

Amostra de Casos 33: Modificações propostas, vistas lateral e superior do chute.

 Amostra de Casos  34: Modificações propostas, vista isométrica do chute e corte na saída da bota

Amostra de Casos 34: Modificações propostas, vista isométrica do chute e corte na saída da bota


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