ANÁLISIS DEL FLUJO GRANULAR EN UN SILO MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS DISCRETOS (DEM)

Abstract

In this work it is analyzed the behavior of granular material while it is discharged within silos using the “ESyS-Particle” code. For this purpose an assembly of experimental model is used to evaluate and validate the results of the software. The same characteristics of granular media are then used to study the influence of the angle of the hopper in the discharge flow. For validation it is explained the experimental procedure silo assembly and how this model takes the script “ESyS-Particle”, given predefined parameters as well parameters obtained by calculation and simulation tests. It concludes that the software properly represents the real silo model with similar results when analyzing the following aspects: fraction of compaction, formation of dead zones, angle of repose and discharge flow behavior, generating a near average flow between the case experimental and simulation, with an error of 5:52% that supports expected by theory. By analyzing the dependence of the flow discharge hopper angle it considers the following aspects: discharge flow behavior, velocity distribution and flow pattern. It is concluded that for smaller angles (up to 30) the granular flow tends to remain at a constant value and from the 40 increases markedly. When evaluating two theoretical equations for silos with hopper angle variable, similar behavior of particle flow between them is appreciated, but there is a clear difference from the simulation data (average error close to 27%).

En el presente trabajo se analiza el comportamiento de material granular descargado de silos utilizando el c´odigo “ESyS-Particle”. Para tal prop´osito se realiza un montaje de modelo experimental con el fin de evaluar y validar los resultados del software. Posteriormente se utilizan las mismas caracter´ısticas del medio granular para estudiar la influencia del ´angulo de la tolva en el flujo de descarga. Para realizar la validaci´on se explica el procedimiento experimental del montaje de silo y c´omo se lleva este modelo al c´odigo “ESyS-Particle”, considerando par´ametros predefinidos as´ı como tambi´en par´ametros que se obtienen por c´alculos y por pruebas de simulaci´on. Se concluye que el software representa adecuadamente el modelo de silo real, obteniendo resultados similares al analizar los siguientes aspectos: fracci´on de compactaci´on, formaci´on de zonas muertas, ´angulo de reposo y comportamiento del flujo de descarga, generando un flujo medio cercano entre el caso experimental y simulaci´on, con un error del 5:52% que se apoya con lo esperado por teor´ıa. Al analizar la dependencia entre el flujo de descarga y el ´angulo de tolva se consideran los siguientes aspectos: comportamiento del flujo de descarga, distribuci´on de velocidades y patr´on de flujo. Se concluye que para ´angulos menores (hasta 30) el flujo granular tiende a mantenerse en un valor constante y desde los 40 aumenta notoriamente. Al evaluar dos ecuaciones te´oricas para silos con ´angulo de tolva variable se aprecia un comportamiento del flujo de part´ıculas similar entre ellas, pero existe una clara diferencia respecto a los datos de simulaci´on (error medio cercano al 27%).