Instabilidade e formação de plugues em escoamentos gravitacionais de grãos em tubos: simulações CFD-DEM

• Processo: 25/14923-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Erick de Moraes Franklin
• Beneficiário: Rebeca Silva Braga de Souza
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/14981-7 - Modelagem de escoamentos granulares densos: experimentos, simulações numéricas e análises de estabilidade, AP.JP2
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Instabilidade Mecânica dos fluidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cfd | Dem | Instabilidades | Mecânica dos Fluidos | Meio Granular | Mecânica dos Fluidos

Resumo

Escoamentos gravitacionais de grãos em tubos são encontrados em diversas atividades industriais. Alguns exemplos são as indústrias farmacêutica, de mineração e alimentar. Quando a razão de diâmetros entre o tubo e os grãos é da ordem de 10, e quando os grãos possuem diâmetro da ordem de 0,1mm, é comum o aparecimento de ondas de densidade, caracterizadas pela presença de regiões de alta concentração de grãos (plugues granulares) e de baixa concentração de grãos (bolhas de ar). Para esta dissertação de mestrado, propõe-se a realização simulações numéricas da formação de plugues granulares. Para tanto, escoamentos gravitacionais de grãos no interior de tubos de vidro serão simulados com a metodologia CFD-DEM (computational fluid dynamics - discrete elemento method), que calcula o escoamento em uma malha Euleriana, e calcula a dinâmica de cada grão individual de forma Lagrangeana com as equações de quantidade de movimento linear e angular. Destas simulações, os comprimentos de onda e a celeridade dos plugues serão determinados.