Calibración del proceso de molienda de maíz bajo el enfoque de modelado por elementos discretos
In the present work, the calibration of individual corn kernels breakage under the discrete element modeling (DEM) approach with the Tavares Breakage model available in Rocky DEM was developed. In order to gather the required experimental information, 60 controlled compression tests were carried out...
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Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria
2022
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I11-R108article-59972023-07-28T16:49:31Z Calibration of the corn milling process under discrete element modeling Calibración del proceso de molienda de maíz bajo el enfoque de modelado por elementos discretos Chiaravalle, Alejandro Gabriel Lobos de Ponga, Jacquelina Claudia Cotabarren, Ivana María Piña, Juliana In the present work, the calibration of individual corn kernels breakage under the discrete element modeling (DEM) approach with the Tavares Breakage model available in Rocky DEM was developed. In order to gather the required experimental information, 60 controlled compression tests were carried out on individual grains, using a texturometer (TA instruments). Two fragments generated by breakage were observed, and an average breakage energy and power of 0.1013 J and 2.1963 W were recorded, respectively. The specific breakage energy and power resulted in 156.92 J/kg and 3332.66 W/kg, for a corn kernel approximated to a rectangular parallelepiped with an average mass of 0.664 g. These tests were replicated in Rocky DEM, implementing the virtual experiment on a particle of parallelepiped shape generated with the same mass and shape, after fitting the corresponding breakage model parameters. The process was adequately simulated in DEM, obtaining the same qualitative breakage results and quantitative values within the range of the distribution of experimental values. The results of this work constitute the base for the subsequent implementation of the corn milling process in DEM. Keywords: corn, breakage, calibration, DEM. En el presente trabajo se realizó la calibración del proceso de molienda de granos individuales de maíz bajo el enfoque de modelado por elementos discretos (DEM), utilizando el modelo de rotura de Tavares, disponible en el software Rocky DEM. Para ello, se realizaron 60 ensayos de compresión controlada sobre granos individuales, empleando un texturómetro (TA instruments). Se registró una cantidad de dos fragmentos generados por rotura, y una energía y potencia de rotura promedio de 0,1013 J y 2,1963 W, respectivamente. Por su parte, la energía y potencia específicas de rotura resultaron en 156,92 J/kg y 3332,66 W/kg, para un grano de maíz cuya forma se aproximó a un paralelepípedo rectangular, de masa promedio de 0,664 g. Estos ensayos fueron replicados en Rocky DEM, implementando el experimento virtual sobre una partícula de forma paralelepípeda generada con la misma masa y forma, previa calibración de los parámetros de rotura correspondientes al modelo. Se logró simular adecuadamente el proceso en DEM, obteniendo los mismos resultados cualitativos de rotura y valores cuantitativos dentro del rango de la distribución de valores experimentales. Los resultados de este trabajo constituyen la base para la posterior implementación del proceso de molienda de maíz en DEM. Palabras clave: maíz, rotura, calibración, DEM. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria 2022-07-06 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf https://revistas.uncu.edu.ar/ojs3/index.php/revicap/article/view/5997 Revista de Ingeniería y Ciencias Aplicadas; Vol. 2 No. 1 (2022): Revista de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (RevICAp) Revista de Ingeniería y Ciencias Aplicadas; Vol. 2 Núm. 1 (2022): Revista de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (RevICAp) 2796-9444 spa https://revistas.uncu.edu.ar/ojs3/index.php/revicap/article/view/5997/4830 Derechos de autor 2022 Alejandro Gabriel Chiaravalle, Jacquelina Claudia Lobos de Ponga, Ivana María Cotabarren, Juliana Piña http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
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In the present work, the calibration of individual corn kernels breakage under the discrete element modeling (DEM) approach with the Tavares Breakage model available in Rocky DEM was developed. In order to gather the required experimental information, 60 controlled compression tests were carried out on individual grains, using a texturometer (TA instruments). Two fragments generated by breakage were observed, and an average breakage energy and power of 0.1013 J and 2.1963 W were recorded, respectively. The specific breakage energy and power resulted in 156.92 J/kg and 3332.66 W/kg, for a corn kernel approximated to a rectangular parallelepiped with an average mass of 0.664 g. These tests were replicated in Rocky DEM, implementing the virtual experiment on a particle of parallelepiped shape generated with the same mass and shape, after fitting the corresponding breakage model parameters. The process was adequately simulated in DEM, obtaining the same qualitative breakage results and quantitative values within the range of the distribution of experimental values. The results of this work constitute the base for the subsequent implementation of the corn milling process in DEM.
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