CARACTERÍSTICAS DO FLUXO E FLUXO DE SILOS VERTICAIS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS

PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÕES RURAIS E AMBIÊNCIA

CARACTERÍSTICAS DE FLUXO E VAZÃO DE DESCARGA EM SILOS VERTICAIS

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Campina Grande - PB

Março – 2012

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS

PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÕES RURAIS E AMBIÊNCIA

Ivanildo Freire de Medeiros

CARACTERÍSTICAS DE FLUXO E VAZÃO DE DESCARGA EM SILOS VERTICAIS

Parte integrante dos requisitos básicos do Programa de Pós-Graduação nível Mestrado em Construções Rurais e Ambiência para obtenção do Título de Mestre

Área de Concentração: Construções Rurais e Ambiência

Orientador: Dr. José Pinheiro Lopes Neto

Campina Grande - PB

Março 2012

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iv

DEDICATÒRIA

Aos meus amores Igor, Ianne e

Elen, razão da minha alegria de

viver . A Elaine com toda a

minha admiração e respeito

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AGRADECIMENTOS

À Deus pela benção, força e presença, em todos os momentos de minha vida.

A meus pais, pela vida, pelo apoio, pelos ensinamentos e pela dedicação, durante minha vida.

Ao meu orientador, professor Dr. José Pinheiro Lopes Neto, pelos ensinamentos e paciência, as orientação deste trabalho.

Aos irmãos Jailson, João Bosco, Haylton, José, Francisco, Graça, Rosania, Ana e Jeanne, pelo carinho e respeito, incentivo e apoio.

Aos amigos Gilberto e Janivan, por me terem acolhido em Campina Grande.

Aos colegas de mestrado e doutorado;

Enfim a todos que contribuíram, direta ou indiretamente, durante este curto espaço de tempo.

OBRIGADO!

vi

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS vi

LISTA DE FIGURAS vii

LISTA DE SÍMBOLOS ix

RESUMO xi

ABSTRACT xii

1. INTRODUÇÃO

1.1 OBJETIVOS 2

1.1.2 Objetivo Geral

1.1.3. Objetivos específicos

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DA ARMAZENAGEM NO BRASIL 3

2.2 PROJETO DE FLUXO DE PRODUTOS SÓLIDOS 5

2.3 PROBLEMAS RELACIONADOS AO PROJETO DE FLUXO 9

2.4 ARQUEAMENTO 11

2.5 EFEITO TUBO 12

2.6 DESCARGA INCOMPLETA 13

2.7 INFORMAÇÕES REQUERIDAS DOS PRODUTOS SÓLIDOS ARMAZENÁVEIS 13

vii

2.7.1. Densidade 15

2.7.2 Teor de umidade 15

2.7.3 Granulometria 16

2.7.4 Peso específico consolidado (γ) 16

2.7.5 Ângulo de atrito interno (Ø) e Ângulo efetivo de atrito interno (δ) 16

2.7.6 Ângulo de atrito interno do produto com a parede (Øw) 17

2.7.7 Função Fluxo (FF) 20

2.7.8 Fator fluxo da tremonha (ff) 21

2.8 USO DE IMAGENS DIGITAIS NA INVESTIGAÇÃO DO FLUXO EM SILOS 23

2.9 VAZÃO DE DESCARREGAMENTO EM SILOS 28

2.10 AÇÕES EM SILOS VERTICAIS 33

2.10.1 Representação das ações em silos 33

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1 DESCRIÇÃO DO MODELO UTILIZADO 34

3.2 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ADOTADOS 36

3.3 METODOLOGIAS APLICADAS 37

3.4 MODELOS TEÓRICOS PARA ANÁLISE DE VAZÃO 38

3.4.1 Metodologia de Beverloo et al. (1961) 38

3.4.2 Metodologia de Rotter (2001) 39

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 PROPRIEDADES FÍSICAS E DE FLUXO 40

4.2 CARACTERÍSTICAS DE FLUXO 44

viii

4.3 VAZÃO DE DESCARGA 61

4.4 COMPARATIVO ENTRE OS VALORES TEÓRICOS E EXPERIMENTAIS DE VAZÃO 68

5. CONCLUSÕES 74

6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 75

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA 76

ix

LISTA DE TABELAS

Página

Tabela 1. Principais vantagens e desvantagens dos fluxos de massa e funil

9

Tabela 2. Classificação do tipo de fluxo de produtos sólidos

21

Tabela 3. Propriedades físicas dos produtos estudados

40

Tabela 3. Propriedades físicas dos produtos estudados

40

Tabela 5. Resultados da análise granulométrica