Simulazione di processi di miscelazione polveri e granulati

Simulazione CFD di un processo di miscelazione di polveri e solidi granulari per ottimizzare l’effetto di nebulizzazione di additivi liquidi al suo interno

Questo progetto è stato realizzato da FMB con la collaborazione della società Ballestra S.P.A., e si focalizzato sull’analisi del comportamento di particolato solido all’interno di miscelatori orizzontali rotanti, per ottimizzare il funzionamento di queste macchine. 



Ballestra è una realtà di riferimento a livello internazionale che si occupa di progettazione, sviluppo e fornitura di impianti dedicati al settore Chemicals, e in particolare per: detergenti, saponi, surfattanti e fertilizzanti.

La macchina simulata è un miscelatore orizzontale rotante con una lunghezza di svariati metri. Al suo interno le polveri vengono ripetutamente sollevate e fatte ricadere. Nel frattempo la presenza di deviatori e paratie consente alle polveri di avanzare verso l’uscita. Durante il trasporto le poveri vengono spruzzate con liquidi impregnanti attraverso una serie di ugelli.

Le simulazioni si sono basate su un approccio di tipo accoppiato CFD-DEM (Discrete Element Method), valutando l’effetto reciproco dei moti della fase solida e dell’aria. Il software utilizzato è Ansys Fluent. Le particelle sono considerate sferiche, con dimensioni variabili sulla base di una curva granulometrica. Il metodo DEM consente di considerare anche tutte le interazioni tra le particelle e tra queste e le pareti, di modellarne attrito ed elasticità agli urti.

Grazie all’approccio utilizzato, è stato possibile ricostruire il moto e le traiettorie delle particelle all’interno della macchina e ricavare una serie di importanti indicazioni sull’efficacia del sistema al variare di alcuni parametri operativi (principalmente inclinazione e numero di giri). 

Risultati ottenuti:

• Traiettorie delle particelle all’interno della macchina
• Profili di moto e avanzamento della fase solida nel tempo
• Tempi di esposizione del particolato ai getti fluidi
• Valutazione delle prestazioni al variare del funzionamento della macchina

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