Índice de Mezcla Numérica: Definición y Aplicación en Mezcladora de Concreto
Autores: Ferrari, Cristian; Beccati, Nicolò; Magri, Luca
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Índice de Mezcla Numérica: Definición y Aplicación en Mezcladora de Concreto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Método estadístico
Simulación CFD
Mezcla de concreto
Camión mezclador
Enfoque Euleriano-Euleriano
índice de mezcla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se aplica un método estadístico a una simulación CFD multifásica de la mezcla de concreto realizada en un mezclador de camiones. El modelo numérico se basa en un enfoque Euleriano-Euleriano en un régimen transitorio. Los materiales agregados se simulan como partículas sólidas dispersas de varios diámetros, mientras que la pasta de cemento se simula como un fluido continuo no newtoniano. Se analizan las primeras diez revoluciones del tambor desde la condición de los materiales completamente segregados. El índice de mezcla de celdas, definido por un método estadístico en términos de media, varianza y función de densidad de probabilidad, se aplica al análisis de los resultados de la simulación. Las variables estadísticas se implementan utilizando el código de dinámica de fluidos en los análisis de resultados de posprocesamiento. El método predice la eficiencia de distribución de los materiales dentro de un mezclador de camiones en función de su geometría interna, velocidad de rotación y composición de la mezcla. A medida que aumenta el número de revoluciones, la distribución mejora cualitativamente, como lo muestran los campos de movimiento, velocidades y vórtices de los diversos materiales, cuantificados a través del cálculo del índice de mezcla. El método ilustrado se puede utilizar para calcular predictivamente la efectividad de distribución de nuevos diseños de mezcladores de camiones antes de prototiparlos y se puede aplicar a otros tipos de mezcladores. Además, este estudio se puede aplicar a procesos de mezcla líquido-sólido analizados a través del enfoque numérico multifásico Euleriano.
Descripción
En este trabajo, se aplica un método estadístico a una simulación CFD multifásica de la mezcla de concreto realizada en un mezclador de camiones. El modelo numérico se basa en un enfoque Euleriano-Euleriano en un régimen transitorio. Los materiales agregados se simulan como partículas sólidas dispersas de varios diámetros, mientras que la pasta de cemento se simula como un fluido continuo no newtoniano. Se analizan las primeras diez revoluciones del tambor desde la condición de los materiales completamente segregados. El índice de mezcla de celdas, definido por un método estadístico en términos de media, varianza y función de densidad de probabilidad, se aplica al análisis de los resultados de la simulación. Las variables estadísticas se implementan utilizando el código de dinámica de fluidos en los análisis de resultados de posprocesamiento. El método predice la eficiencia de distribución de los materiales dentro de un mezclador de camiones en función de su geometría interna, velocidad de rotación y composición de la mezcla. A medida que aumenta el número de revoluciones, la distribución mejora cualitativamente, como lo muestran los campos de movimiento, velocidades y vórtices de los diversos materiales, cuantificados a través del cálculo del índice de mezcla. El método ilustrado se puede utilizar para calcular predictivamente la efectividad de distribución de nuevos diseños de mezcladores de camiones antes de prototiparlos y se puede aplicar a otros tipos de mezcladores. Además, este estudio se puede aplicar a procesos de mezcla líquido-sólido analizados a través del enfoque numérico multifásico Euleriano.