Hispanopedia WikiLa simulación de compactación consiste en modelar la compresión de materia granular hasta alcanzar un estado denso mediante la reducción de los espacios de aire. El término también se utiliza comúnmente para referirse a la compactación mediante un simulador de compactación . Este simulador es una prensa servocontrolada programable de alto rendimiento que simula prensas de producción, utilizadas habitualmente en las industrias farmacéutica, de catalizadores, de baterías y de imanes.
El proceso de compactación consta de tres etapas: llenado o empaquetamiento, compactación y eyección. Durante la compactación, si la presión de carga aumenta progresivamente, el conjunto de polvo experimentará estas tres etapas. En primer lugar, las partículas llenan los huecos y establecen contacto con las partículas adyacentes. Esta etapa se denomina etapa de reordenamiento. Una vez establecidos la mayoría de los contactos, comienza la compactación inicial. Se producen deformaciones elásticas y plásticas , y la presión de carga aumenta bruscamente. La tercera etapa es la rotura, donde las partículas se fragmentan.
El método de elementos discretos (DEM) es un modelo numérico explícito capaz de rastrear el movimiento y la interacción de partículas modeladas individualmente. [ 1 ] El DEM ha mejorado rápidamente nuestra comprensión de los sistemas granulares al producir predicciones cuantitativas en lugar de solo descripciones cualitativas, aumentando nuestra comprensión de los conjuntos de partículas al proporcionar información tanto microscópica como macroscópica. [ 2 ] [ 3 ] El DEM ha demostrado tener un gran potencial en tareas científicas e industriales, [ 4 ] [ 5 ] incluyendo la ingeniería química y mecánica, la industria alimentaria, las geociencias y la agricultura.
El movimiento de traslación y rotación de cada partícula se puede calcular mediante la segunda ley de Newton . Las fuerzas involucradas suelen ser la gravedad de la partícula y las fuerzas de contacto entre partículas, incluyendo la fuerza normal y la tangencial. Otras fuerzas son la fuerza de van der Waals y la fuerza capilar para sistemas de partículas finas y húmedas, respectivamente.
Todo el proceso de simulación incluye compactación y rotura, y consta de cuatro etapas: empaquetamiento, compactación, relajación y trituración. Al comienzo de la etapa de empaquetamiento, las partículas modeladas se generan aleatoriamente en un espacio cuadrado y se dejan caer por gravedad con una pequeña velocidad inicial para formar un empaquetamiento. No hay superposiciones entre las partículas y las paredes. Luego, el lecho de empaquetamiento se comprime mediante un plano modelado a baja velocidad, generalmente de 10d/s. Cuando la densidad compactada alcanza el valor establecido, por ejemplo 0,75, el proceso de carga se detiene y el plano asciende a una velocidad de 5d/s. La etapa de compactación finaliza cuando el plano superior deja la partícula más alta. En investigaciones recientes, se utilizan límites periódicos durante las etapas de empaquetamiento y compactación para excluir el efecto de la pared.
Referencias
- ↑ Cundall, PA y ODL Strack, Modelo numérico discreto para conjuntos granulares. Geotechnique, 1979. 29(1): págs. 47–65.
- ↑ HJ Herrmann, J.-PH y S. Luding., Física de medios granulares secos - Serie NATO ASI E 350. 1998, Dordrecht: Kluwer Acad. Publ.
- ↑ PA Vermeer, SD, W. Ehlers, HJ Herrmann, S. Luding y E. Ramm., Modelado continuo y discontinuo de materiales cohesivos con fricción. 2001, Berlín: Springer.
- ↑ Oda, M. y H. Kazama, Microestructura de las bandas de cizallamiento y su relación con los mecanismos de dilatancia y falla de suelos granulares densos. Geotechnique, 1998. 48(4): págs. 465–481.
- ↑ Thornton, C., Simulaciones numéricas de la deformación por cizallamiento desviador de medios granulares. Geotechnique, 2000. 50(1): p. 43–53.
- Procesos geológicos
