DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas

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Autor: search.filters.author.Castro, Matheus Henrique de

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    Cellular automaton-based simulation of bulk stacking and recovery.
    (2022) Castro, Matheus Henrique de; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza
    Stockpiling is a key issue in bulk material handling. A small-scale, quasi-two-dimensional physical model was used to investigate size segregation during stacking and gravitational reclaim of stockpiles and to compare experimental results to those ones generated by a simplified mathematical model. This mathematical model is based on cellular automata and was used to simulate size segregation in conical stockpiles of non-cohesive granular material and gravity flow during its reclaim, through a ground level discharge opening. The present model has taken into account only three particle size class. Banded layers of fine, medium-sized, and coarse particles appear during the pile growth. These stratification patterns have been observed during stockpile formation both in the physical model and in the cellular automaton-based model. Also, experiments in both physical and cellular automaton-based model were carried out to quantify the particle size time evolution of granular material leaving the discharge opening during reclaim. Furthermore, the cellular automaton-based model has successfully simulated segregation phenomena during grav- itational discharging, as well as the topological features of segregation during stockpiling and reclaim.
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    Simulação do empilhamento e retomada de granéis por autômatos celulares.
    (2017) Castro, Matheus Henrique de; Luz, José Aurélio Medeiros da; Luz, José Aurélio Medeiros da; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Russo, Mário Luís Cabello
    Materiais granulares detêm uma fenomenologia muito rica e contra-intuitiva, qualidade característica dos sistemas complexos, no qual a influência de pequenas interações entre inúmeros elementos reflete em comportamentos macroscópicos distintos. A segregação granulométrica é um efeito indesejado em indústrias que manuseiam materiais granulares, por alterar as características locais do material durante a sua estocagem, e em seu transporte. O propósito deste trabalho é investigar os efeitos da segregação granulométrica em operações presentes na indústria mineral, que consistem no exemplo da alimentação pontual de uma pilha de estoque cônica, e a sua subsequente retomada por gravidade pela base. Para isso, um modelo de autômatos celulares 2D, é desenvolvido a fim de recriar os comportamentos decorrentes do efeito da segregação granulométrica, durante a construção da pilha, e durante o fluxo gravitacional de material. Autômatos celulares, ou AC, é uma técnica de simulação que consiste em células dispostas em uma rede discreta, que interagem localmente a partir de regras simples, e a repetição destas regras em passos de tempo discretos. Para dar suporte aos resultados do modelo computacional, também são realizados experimentos com um modelo físico quasi-bidimensional em escala reduzida, composto por duas placas de vidro paralelas, a fim de investigar visualmente os efeitos da segregação granulométrica em um plano transversal a pilha cônica. Os testes no modelo computacional e no modelo físico, são realizados analisando como diferentes composições iniciais de granulometria do material, fina, intermediária e grosseira, correspondem em sua distribuição na formação da pilha e na saída do material. A tendência geral da segregação é a acumulação de partículas finas sobre o eixo da pilha e partículas grosseiras na base, mas também pode ocorrer a formação de camadas estratificadas de grãos finos, intermediários e grosseiros, repetindo-se em ordem ascendente durante o crescimento da pilha. Por estas razões, durante a descarga inicial de material, há sempre uma granulometria mais fina do que a alimentação correspondente, e ao final da descarga do volume útil, há a convergência das amostras para a composição da alimentação. O modelo de autômatos celulares representou com sucesso o fenômeno da segregação durante o fluxo gravitacional dos grãos, porém apenas captou as características gerais da segregação durante construção da pilha.