Apresentação - TCC 23-01-2015-Daniel Lima de Lima2
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
DESENVOLVIMENTO DE CÓDIGO COMPUTACIONAL EM MATLAB PARA
DETERMINAÇÃO DE ÁREA DE PENEIRAMENTO.
Autor: Daniel Lima de Lima – 200902140075
Orientador: Prof. Dr. Alexandre Luiz Amarante Mesquita
BELÉM – PA
2015
1
ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO
1. Objetivos
2. Justificativa
3. Fundamentos do Peneiramento
4. Fluxograma SCREENING AREA
5. Aplicação do SCREENING AREA no dimensionamento de peneira
6. Conclusão
7. Referências
2
1. OBJETIVOS
Objetivo Geral:
Desenvolver e validar um modelo computacional utilizando a
ferramenta Gui do software MATLAB para simulação e dimensionamento
da Área de peneiramento.
3
1. OBJETIVOS
Objetivos específicos:
• Analisar os fatores de correção para o cálculo da área de
peneiramento e implementá-los em um código computacional;
• Calcular áreas de peneiramento utilizando o programa
computacional desenvolvido para formulação de modelos físicos de
peneiras para uso no software de Método de Elementos Discretos
EDEM; e aplica-los na análise de parâmetros que influenciam a
eficiência de peneiras vibratórias.
4
2. JUSTIFICATIVA
Melhoramento dos estudos sobre peneiras vibratórias na
Indústria de Mineração no Estado do Pará;
Criação de uma ferramenta computacional para
dimensionamento da área de peneiramento vibratório;
Comparação das eficiências Screening Area com do
métodos dos elementos discretos (DEM);
5
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Fonte: Metso (2006)
O que é peneiramento?
6
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Estruturas das Peneiras Vibratórias
Fonte: Iizuka (2006)
7
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Tipos de peneiras vibratórias.
Fonte: Metso (2006)
8
Peneiras
Inclinadas
Peneiras
Horizontais
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Peneiras Inclinadas.
Fonte: Metso (2006)
9
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Peneiras Horizontais.
Fonte: Metso (2006)
10
Fonte: DEM Solutions (2013)
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Comportamento da Partícula durante o Peneiramento.
11
Fonte: Chaves e Peres (2009)
Fonte: Chaves e Peres (2009), Iizuka (2006)
Comportamento Individual das
Partículas
Comportamento Coletivo das
Partículas
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Umidade Presente no Peneiramento
12
Fonte: Metso (2006)
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Determinação da Área requerida para Peneiramento
Área=𝑄𝑓𝑒𝑒𝑑×𝑃
𝐴×𝐵×𝐶×𝐷×𝐸×𝐹×𝐺×𝐻×𝐼×𝐽×𝐾×𝐿
13
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Determinação da Área requerida para Peneiramento
• Qfeed = Quantidade de partículas de undersize (passante) na alimentação;
• P = Coeficiente de incerteza
• A = Capacidade básica para a separação requerida;
14
0
20
40
60
0 5 10 15 20 25
T/h
/m²
Separação Desejada
Para Separações Menores do que 25
milímetros
40
90
140
190
25 75 125 175
T/h
/m²
Separação Desejada
Para Separações Maiores do que
25 milímetros
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Determinação da Área requerida para Peneiramento
• O fator B depende da percentagem de material retido (oversize) ;
• O fator C está relacionado á quantidade de material na alimentação menor que a metade da malha de peneiramento;
15
00,10,20,30,40,50,60,70,80,9
11,11,21,31,41,51,6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Fato
r B
Porcentagem de Partículas Oversize na Alimentação
Material Retido Fator B
0,40,50,60,70,80,9
11,11,21,31,41,51,61,71,81,9
2
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95
Fato
r C
Porcentagem de alimentação de material menor do
que metade de abertura nominal
Metade do Tamanho Fator C
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Determinação da Área requerida para Peneiramento
• O fator D está relacionado em qual deck a análise está sendo feita;
• O fator E é aplicável se o peneiramento for feito “a úmido” ;
• O fator F diz respeito à massa específica do material ;
16
Tabelas para determinação dos fatores de correção D
Posição do Deck 1 2 3 4
D 1 0,9 0,8 0,7
Tabelas para determinação dos fatores de correção E
Separação(mm) 1 - 6 6 - 12 12 - 25 26 - 40 51 - 75 75
E 1.4 1.3 1.25 1.2 1.1 1
Tabelas para determinação dos fatores de correção F
Massa específica do material 1.35 2.7 5.4
F 0.5 1 2
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Determinação da Área requerida para Peneiramento
• O fator G corresponde à área da superfície aberta;
G =Á𝑅𝐸𝐴 𝐴𝐵𝐸𝑅𝑇𝐴(%)
50%
• O fator H está relacionado à forma da abertura da superfície de peneiramento;
• O fator I refere-se à forma da partícula ;
17
Tabelas para determinação dos fatores de correção H
Tipo de Abertura do Deck Circular Quadrado Retangular
H 0.9 1 1.05
Tabelas para determinação dos fatores de correção I
Formato da Partícula Arredondado Cubico Lamelar
I 1.2 1 0.9
3. FUNDAMENTOS DO
PENEIRAMENTO
Determinação da Área requerida para Peneiramento
• O fator J está relacionado à eficiência ;
• O fator K ao tipo de peneira ;
• O fator L refere-se a umidade presente no material peneirado.
18
Tabelas para determinação dos fatores de correção J
Eficiência do Deck 70% 75% 80% 85% 90% 92% 94% 96%
J 1.4 1.25 1.1 1.05 1 0.98 0.95 0.9
Tabelas para determinação dos fatores de correção K
Peneira Horizontal Inclinada Múltiplas Inclinações ou Banana
Deck Direto Direto Direto Direto Direto Múltiplas
Inclinações Tripla Inclinação Duas Inclinações Duas Inclinações
Vibração Linear Constante Elíptica Circular Variável Elíptica Linear Linear Variável Elíptica Linear Variável Elíptica
K 0.9 1.1 1 1.1 1 1.3 1.4 1.1 1.3
Tabelas para determinação dos fatores de correção L
Percentual de Umidade -3 3 - 5 6 - 8
L 1 0.85 0.7
4. PROGRAMA SCREENING AREA
19
FLUXOGRAMA SCREENING AREA
Fonte: Autoria própria (2014)
4. PROGRAMA SCREENING AREA
20
Utilização do Programa Screening Area
Exemplo 01 (Teoria e prática do tratamento de minérios -
vol3)
Fonte: Autoria própria (2014)
4. PROGRAMA SCREENING AREA
21
Utilização do Programa Screening Area
Exemplo 01 (Teoria e prática do tratamento de minérios -
vol3)
Fonte: Autoria própria (2014)
4. PROGRAMA SCREENING AREA
22
Utilização do Programa Screening Area
Exemplo 01 (Teoria e prática do tratamento de minérios - vol3)
Área=𝑄𝑓𝑒𝑒𝑑×𝑃
𝐴×𝐵×𝐶×𝐷×𝐸×𝐹×𝐺×𝐻×𝐼×𝐽×𝐾×𝐿
Área =150
1.7×1.1
36.9799×1.5054×1.5991×1.1×1×1×1×1×1×0.9×1×0.5= 2,203 m²
Validação Bibliográfica
Validação Numérica
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
23
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
24
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
25
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Área=𝑄𝑓𝑒𝑒𝑑×𝑃
𝐴×𝐵×𝐶×𝐷×𝐸×𝐹×𝐺×𝐻×𝐼×𝐽×𝐾×𝐿.
Área =300
2.6×1.1
32.5561×1.381×1.0128×1×1×1×0.66×0.9×1.2×0.98×0.9×0.7
Área = 6,334 m²
Validação Numérica
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
26
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
Fonte: Autoria própria (2014)
Tela da peneira Montagem do deck
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
27
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
Fonte: Autoria própria (2014)
Termino da montagem do deck Conversão de arquivo
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
28
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
Fonte: Autoria própria (2014)
Ferramenta tab Globals Ferramenta tab Particles
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
29
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
30
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
Fonte: Autoria própria (2014)
Ferramenta tab Geometry Ferramenta tab Factories
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
31
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
Fonte: Autoria própria (2014)
Ferramenta Módulo Simulator Ferramenta Módulo Analyst
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
32
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
= % (ou tph) de underzise na alimentação% (ou tph) de material realmente retido
×100
= 4464350000
×100 = 89,286% underzise
1° simulação no DEM
Validação no DEM
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
33
Exemplo 01 (Schenck Process Equipamentos Industriais Ltda)
Validação no DEM
= % (ou tph) de underzise na alimentação% (ou tph) de material realmente retido
×100
= 4640150000
×100 = 92,802% underzise
2° simulação no DEM
34
Exemplo 02 (Teoria e prática do tratamento de minérios -
vol3)
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
35
Exemplo 02 (Teoria e prática do tratamento de minérios -
vol3)
Fonte: Autoria própria (2014)
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
36
Exemplo 02 (Teoria e prática do tratamento de minérios -
vol3)
Área=𝑄𝑓𝑒𝑒𝑑×𝑃
𝐴×𝐵×𝐶×𝐷×𝐸×𝐹×𝐺×𝐻×𝐼×𝐽×𝐾×𝐿.
Área =49.1
1.7×1.3
8.3797×1.4861×1.3858×0.6×0.9×1×0.9×1.4×1×0.9×1×0.5
Área = 7,106 m²
5. APLICAÇÃO DO SCREENING AREA NO
DIMENSIONAMENTO DE PENEIRA
Validação Bibliográfica
Validação Numérica
6. CONCLUSÕES
Ferramenta Screening Area se mostrou uma ferramenta viável e de fácil compreensão para dimensionamento de peneiras vibratórias;
Screening Area e um modelo computacional ideal para simulações no software EDEM;
Revisão bibliográfica sobre peneiras vibratórias atendeu as expectativas;
Devido a precisão dos resultados o programa já ser apresenta como um executável.
37
6. CONCLUSÕES
Trabalhos Futuros;
Realizar de novas simulações no DEM;
Realizar melhoramento do Screening Area;
Realizar a criação de um novo código computacional para dimensionamento de peneiras vibratórias desaguadoras.
38
7. REFERÊNCIAS
CHAVES, A. P. and Peres, A. E. C., Teoria e Tratamento de Minérios – Vol 3, Signus Editora,2009.
CARISSO, R.C., Correira, J.C.G., Classificação e Peneiramento – Cap 5, Comunicação Técnica elaborada para a 4ª Edição do Livro de Tratamento de Minérios, Centro de Tecnologia Mineral (CETEM), 2004. MATOS, M. S. V. (2013). STUDY OF INFLUENCE OF VIBRATION PARAMETERS ON THE EFFICIENCY OF HORIZONTAL VIBRATING SCREEN USING THE DISCRETE ELEMENT METHOD. Proceedings of the XXXIV Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering Z.J.G.N Del Prado (Editor), ABMEC, Pirenópolis, GO, Brazil, November 10-13, 2013.
HUNT, B. R.; LIPSMAN, R. L.; ROSENBERG, J. M. A guide to MATLAB for beginners and experienced users. 1°ed. New York: Cambridge university press, 2001.
IIZUKA, E. K., Análise de Tensões em Peneiras Vibratórias através de Modelagem Numérica Utilizando o Método dos Elementos Finitos e Experimentalmente por Extensometria, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade de Campinas, 2006.
LUZ, J. A., & Carvalho, S. C. (2005). Modelamento matemático de peneiramento vibratório (Parte 1): dimensionamento clássico. Revista Escola de Minas. LUZ, J. A., & Carvalho, S. C. (2005). Modelamento matemático de peneiramento vibratório (Parte 2): dimensionamento clássico. Revista Escola de Minas.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
DESENVOLVIMENTO DE CÓDIGO COMPUTACIONAL EM MATLAB PARA
DETERMINAÇÃO DE ÁREA DE PENEIRAMENTO.
BELÉM – PA
2014 40
OBRIGADO!
Autor: Daniel Lima de Lima – 200902140075
Orientador: Prof. Dr. Alexandre Luiz Amarante Mesquita