Determinación del ángulo de reposo y coeficiente de fricción de rodadura para pellets de madera
Autores: Madrid, Marcos A.; Fuentes, José M.; Ayuga, Francisco; Gallego, Eutiquio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Determinación del ángulo de reposo y coeficiente de fricción de rodadura para pellets de madera
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Materiales granulares
ángulo de reposo
Simulaciones computacionales
Determinación experimental
Pellets de biomasa
Coeficiente de fricción de rodadura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La determinación del ángulo de reposo de materiales granulares es indispensable para su manipulación y el diseño de contenedores y equipos de procesamiento tecnológico. Por otro lado, las simulaciones computacionales se han convertido en una herramienta esencial para comprender el microcomportamiento del material granular y relacionarlo con el macrocomportamiento. La determinación experimental del ángulo de reposo tiene un papel fundamental al definir los parámetros necesarios para realizar simulaciones realistas. Sin embargo, existe una falta de un estándar que permita la reproducibilidad de los experimentos al usar materiales granulares de radio esférico equivalente mayor a 2 mm, como maíz, soja, trigo y pellets de PLA, entre otros. En particular, un producto de creciente importancia en la estrategia global de descarbonización de la economía son los pellets de biomasa, cuyas operaciones de manipulación son uno de los principales componentes del costo total de los pellets suministrados al usuario final. En el presente trabajo, con el objetivo de determinar el coeficiente de fricción de rodadura, se estudiaron experimentalmente las variaciones en el ángulo de reposo con la altura de caída para pellets de biomasa, tanto experimentalmente como con simulaciones, y se encontró un procedimiento óptimo para su determinación. Luego, se realizó una calibración del coeficiente de fricción de rodadura a través de simulaciones computacionales utilizando el método de elementos discretos. Se verificó la precisión del modelo bajo diferentes configuraciones.
Descripción
La determinación del ángulo de reposo de materiales granulares es indispensable para su manipulación y el diseño de contenedores y equipos de procesamiento tecnológico. Por otro lado, las simulaciones computacionales se han convertido en una herramienta esencial para comprender el microcomportamiento del material granular y relacionarlo con el macrocomportamiento. La determinación experimental del ángulo de reposo tiene un papel fundamental al definir los parámetros necesarios para realizar simulaciones realistas. Sin embargo, existe una falta de un estándar que permita la reproducibilidad de los experimentos al usar materiales granulares de radio esférico equivalente mayor a 2 mm, como maíz, soja, trigo y pellets de PLA, entre otros. En particular, un producto de creciente importancia en la estrategia global de descarbonización de la economía son los pellets de biomasa, cuyas operaciones de manipulación son uno de los principales componentes del costo total de los pellets suministrados al usuario final. En el presente trabajo, con el objetivo de determinar el coeficiente de fricción de rodadura, se estudiaron experimentalmente las variaciones en el ángulo de reposo con la altura de caída para pellets de biomasa, tanto experimentalmente como con simulaciones, y se encontró un procedimiento óptimo para su determinación. Luego, se realizó una calibración del coeficiente de fricción de rodadura a través de simulaciones computacionales utilizando el método de elementos discretos. Se verificó la precisión del modelo bajo diferentes configuraciones.