DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item Modelagem de fluxo em meios granulares : uma abordagem física, matemática e numérica.(2015) Lopes, Paulo Filipe Trindade; Lana, Milene SabinoNeste trabalho propõe-se o estudo do fluxo de materiais granulares através de 3 abordagens distintas, um modelo matemático a partir das equações diferenciais básicas que governam o problema, um modelo experimental em escala reduzida e um modelo numérico computacional utilizando o método dos elementos discretos. As 3 abordagens foram implementadas com base nos modelos já existentes na literatura, através de formulações físicas e matemáticas, visando uma maior proximidade do modelo ao fenômeno real observado. Foi escolhido uma amostra de gnaisse britado, em diferentes faixas granulométria, como exemplo de material granular real, e caracterizado, para realização do modelo experimental. Desenvolveu-se um modelo experimental em escala reduzida, de modo a obter-se um banco de dados para alimentar as demais abordagens, um modelo de simulação, reproduzindo o modelo experimental, e um modelo matématico buscando descrever o fenômeno. O modelo de simulação numérica reproduziu o modelo experimental desenvolvido e também a um estudo de caso selecionado, no qual utilizou-se o mesmo gnaisse britado caracterizado. Ao final do trabalho, é realizado um estudo comparativo entre os métodos, visando confrontá-los, e discutir os pontos fortes e fracos de cada um deles. Conclui-se por fim, que para o material estudado, o gnaisse britado, podemos definir 3 padrões distintos de comportamento, em função de sua razão de diâmetro de abertura e diâmetro de partículas.Item Porosidade de sistemas polidispersos.(2015) Prado, Diogo Rodrigues; Luz, José Aurélio Medeiros daA 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.Item Evolução temporal de uma superfície de pilha de rejeito em pasta : influência da rugosidade e do diâmetro dos sedimentos no processo Eros.(2015) Branches, André Miranda Brito; Lima, Hernani Mota deA técnica de disposição de rejeitos espessados apareceu recentemente como uma alternativa viável para disposição dos rejeitos gerados nas minerações, frente aos potenciais riscos inerentes a disposição de rejeitos em formas de polpa em barragens convencionais e/ou frente a falta de controle durante o processo construtivo de aterros hidráulicos. Entretanto, pouco se sabe a evolução, em longo prazo, da superfície das pilhas formadas pela disposição de rejeito em pasta. Para entender esse comportamento usou-se como ferramenta de simulação o software SIBERIA. Buscou-se determinar o surgimento e o efeito dos processos erosivos em uma pilha de rejeito em pasta com aproximadamente vinte e um por cento de inclinação após longos períodos de disposição (100 e 250 anos). Os dados para modelagem via SIBERIA consideraram três valores distintos para a rugosidade superficial e para o diâmetro médio das partículas de sedimento, bem como as propriedades características da pasta mineral produzida à partir de rejeito de minério de ferro. A melhor configuração final da pilha foi encontrada para o diâmetro de sedimento de sedimento de 2 centímetros e coeficiente de Manning de 0,02 os quais resultaram em uma perda total de altura da pilha de 93 centímetros após 250 anos. Os resultados indicam que para o menor valor do coeficiente de rugosidade de Manning e o maior diâmetro médio representativo das partículas de sedimento, menor será a intensidade do transporte de sedimentos e, portanto, em um longo prazo, maior será a integridade da pilha de rejeito em pasta.