DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas

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    On bed porosity of multisized spheroidal particles.
    (2022) Prado, Diogo Rodrigues; Luz, José Aurélio Medeiros da; Milhomem, Felipe de Orquiza; Paracampos, Marcos Paulo Salomão
    In numerous instances of engineering the problem to quantify the porosity of polydisperse systems arises. Despite its great importance, the theoretical predictability of the bed porosity is still problematic. In the field of ceramics, classically, Furnas' studies on porosity are quoted, where he has studied void fraction resulting from blending two distinct particle sizes in various proportions. Less often, ternary diagrams plotting porosity isovalues for spherical particles beds are used to characterize ternary mixtures of distinct monosized particulate systems (usually in ceramics industry). Although similar studies using polydisperse systems have been conducted, a lot of improvement is yet to be achieved. This article falls in this context and aims at contributing to this field of technical and economic impact. Synthetic samples with controlled particle size distribution were used. The resulting porosity of those glass beads random packs (mimicking several size distributions described by Rosin–Rammler equation) has been experimentally determined under a standardized compaction level. The main result was to obtain an equation for the porosity forecast for bead beds inside spheroidal containers, as a function of the sharpness parameter, n, from Rosin–Rammler distribution. An accurate extrapolation to systems well described by the Whiten sigmoidal distribution was achieved as well. A generalization of the Ergun equation is presented at the end of the article, as an application example.
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    Porosidade de sistemas polidispersos.
    (2015) Prado, Diogo Rodrigues; Luz, José Aurélio Medeiros da
    A porosidade pode ser um parâmetro muito importante quando se trabalha com materiais granulares. Na filtragem o valor de porosidade é um dos parâmetros que vai determinar a taxa de filtragem, no estudo de rochas reservatórios é um dos parâmetros para determinação da quantidade estocada. Mas apesar de ser um parâmetro de grande utilidade em diversas áreas a determinação de seu valor na maioria das aplicações é cara, difícil ou até mesmo impossível. A proposta do trabalho é desenvolver relações entre a distribuição granulométrica e o valor de porosidade resultante para esse material. Para o desenvolvimento de modelos foram geradas distribuições granulométricas de esferas de vidro que poderiam ser adequadamente descritas pela equação de Weibull-Rosin-Rammler, então obteve-se vários valores de porosidade variando o valor do parâmetro de agudez da equação de Weibull-Rosin-Rammler. Com os resultados foi gerado um modelo utilizando regressão para equação que se julgava adequada e outros dois utilizando as técnicas de aprendizado de máquina (Bagging e Boosting), sendo que um dos modelos obteve aderência de 91,54 % aos dados experimentais. Com isso obteve- se um modelo que pode ser usado para descrever empacotamentos aleatórios com distribuição granulométrica próxima a equação de Weibull-Rosin-Rammler.