Estudio del comportamiento de chorros granulares bajo rotación

Abstract

El estudio que se presenta en esta tesis sobre flujos granulares generados por la rotación de tubos y discos, pretende contribuir a las investigaciones que se han realizado para entender el comportamiento, bajo distintas condiciones, que poseen los materiales granulares. Se presenta una discusión general de los medios granulados donde se mencionan algunas características relevantes del estado estático. Posteriormente se analiza el confinamiento y los flujos desarrollados en silos sin giro. La discusión de estos puntos es de utilidad para analizar las propiedades del flujo granular que emerge de un tubo vertical bajo giro. Extendemos estos resultados para comprender el flujo granular que emerge de espacio generados por pares de discos que rotan de forma eje simétrica respecto al tubo. Los resultados obtenidos incluyen imágenes de los perfiles que se generan durante la descarga de tubos a diferentes velocidades angulares. Se describen las trayectorias con un modelo matemático involucrando el número de Froude y el parámetro de giro. Se observa también que la rapidez de descarga desde el tubo depende la velocidad angular e incluso se discuten las condiciones del paro de flujo. En un segundo apartado se estudia el flujo de descarga de un medio granulado a través de un par de discos de acrílico acoplados, con cierta separación, para describir el comportamiento de la descarga, uno de los principales resultados obtenidos se refiere a el paro del flujo y la condición teórica que satisface dicho evento.

An experimental investigation of granular flows confined inside rotating tubes and discs has been performed in order to understand the peculiar behavior of granular material under static and dynamic conditions. This work starts with a general discussion of granular media by describing their main characteristics during static state. Afterwards, the properties of granular media confined inside silos and velocity profiles of granular flow during discharge while emerging from vertical tubes and parallel discs subjected to axisymmetrical rotation are analyzed in detail. Results are particularly presented to illustrate the effects of discharge speed, Froude number, and friction coefficient along with the separation gap between discs. Various comparisons are made with previous theoretical results and the critical values for the occurrence of a no flow condition are described in detail.