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Simulación y Optimización de Parámetros de Transporte para Transportador de Tornillo Vertical Basado en CFD + DEM

Autores: Mei, Xiao; Fang, Xiaoyu; Zhang, Liyang; Wang, Yandi; Tian, Yuan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Simulación y Optimización de Parámetros de Transporte para Transportador de Tornillo Vertical Basado en CFD + DEM


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Estudio
Interacción
Flujo de aire
Partículas a granel de baja densidad
Transportadores de tornillo vertical
Rendimiento de transporte

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio investiga la interacción entre el flujo de aire y las partículas a granel de baja densidad dentro de transportadores de tornillo vertical y examina su impacto en el rendimiento del transporte. Se empleó un enfoque de simulación combinado que integra el Método de Elementos Discretos y la Dinámica de Fluidos Computacional para modelar tanto el flujo de partículas de fase única como el flujo de dos fases gas-sólido. Se desarrolló un modelo periódico basado en las características estructurales del transportador. Se analizaron las dinámicas del movimiento de partículas bajo condiciones de fase única y acopladas de dos fases utilizando simulaciones de EDEM y simulaciones acopladas de Fluent-EDEM. Se evaluaron sistemáticamente los efectos de parámetros operativos clave, incluyendo la velocidad del tornillo, la tasa de llenado y el ángulo de hélice, sobre la tasa de flujo másico. Se estableció un índice de rendimiento integral para cuantificar la eficiencia del transporte, y su validez se confirmó a través de un análisis de varianza en el modelo de regresión. Finalmente, se aplicó la metodología de superficie de respuesta para optimizar parámetros y determinar la combinación óptima de velocidad del tornillo y tasa de llenado para mejorar la eficiencia del flujo másico. Los resultados indican que el modelo de flujo de dos fases gas-sólido proporciona una representación más precisa de la dinámica de transporte en el mundo real. La investigación futura puede extender el modelo para acomodar condiciones de material más complejas.

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