Apresentação - TCC 23-01-2015-Daniel Lima de Lima2

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


• Qfeed = Quantidade de partículas de undersize (passante) na alimentação;

• P = Coeficiente de incerteza

• A = Capacidade básica para a separação requerida;

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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


• 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;

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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


• 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 ;

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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


• 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 ;

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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


• 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.

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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)


20

Utilização do Programa Screening Area

Exemplo 01 (Teoria e prática do tratamento de minérios -

vol3)



21



vol3)



22


Exemplo 01 (Teoria e prática do tratamento de minérios - vol3)


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)




24





25



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




26


Validação no DEM


Tela da peneira Montagem do deck




27


Validação no DEM


Termino da montagem do deck Conversão de arquivo




28


Validação no DEM


Ferramenta tab Globals Ferramenta tab Particles




29


Validação no DEM



30


Validação no DEM


Ferramenta tab Geometry Ferramenta tab Factories




31


Validação no DEM


Ferramenta Módulo Simulator Ferramenta Módulo Analyst




32


= % (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



33


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


vol3)




35


vol3)




36


vol3)


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



Validação Bibliográfica


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.

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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.

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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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DETERMINAÇÃO DE ÁREA DE PENEIRAMENTO.

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2014 40

OBRIGADO!

Autor: Daniel Lima de Lima – 200902140075

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