Particle Size Effect on DEM Simulation of Pressures Applied on a Cylindrical Silo with Hopper

This work is a contribution to the comprehension of the particle upscaling effect on DEM simulation of cylindrical silos. Three silo models have been simulated with different hopper outlets and inclination angles. Huge calculations of 11 simulation series with a different scaling factor are considered for every model. Pressures applied on silo walls remain quite identical with particle upscaling. Besides, their curves are in agreement with Eurocode standard. The computing time is significantly reduced as well as the number of particles, where the simulation speed is increased up to 12 times by just scaling particle radius two times. The total bulk density was not affected by particle escalation and its value remains unchanged

Determination of the Angle of Repose and Coefficient of Rolling Friction for Wood Pellets

The determination of the angle of repose for granular materials is indispensable for their handling and the design of containers and technological processing equipment. On the other hand, computational simulations have become an essential tool to understand the micro-behavior of the granular material and to relate it with the macro-behavior. The experimental determination of the angle of repose has a fundamental role when defining the required parameters to perform realistic simulations. However, there is a lack of a standard that allows the reproducibility of the experiments when using granular materials of equivalent spherical radius greater than 2 mm, such as corn, soybeans, wheat and PLA pellets, among others. In particular, a product of growing importance in the global strategy of decarbonization of the economy is biomass pellets, whose handling operations are one of the main components for the total cost of pellets supplied to the final user. In the present work, with the aim of determining the rolling friction coefficient, the variations in the angle of repose with the drop height for biomass pellets were studied both experimentally and with simulations, and an optimal procedure for its determination was found. Then, a calibration of the coefficient of rolling friction was performed through computational simulations using the discrete element method. The accuracy of the model under different configurations was checked.Fil: Madrid, Marcos Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; ArgentinaFil: Fuentes, José M.. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Ayuga, Francisco. Universidad Politécnica de Madrid; EspañaFil: Gallego, Eutiquio. Universidad Politécnica de Madrid; Españ

Estudio del comportamiento de silos de chapa corrugada mediante modelos de elementos discretos

Los silos metálicos son estructuras ampliamente utilizadas para el almacenamiento y manejo de productos agrícolas. El diseño correcto de estas estructuras requiere predecir correctamente las acciones ejercidas por el material almacenado sobre el silo y otros parámetros tales como el patrón de flujo, la velocidad de las partículas durante el vaciado y la tasa de descarga.De acuerdo con la norma EN 1991-4:2011, las presiones que actúan en las paredes de un silo pueden obtenerse utilizando las ecuaciones clásicas de Janssen o Reimbert. Aunque las fórmulas clásicas anteriormente citadas y la mayor parte de la investigación en el campo de los silos se han desarrollado para celdas de paredes lisas, la mayor parte de los silos comerciales se construyen en la actualidad con chapa corrugada, dada su mayor rigidez frente a la flexión.El método de los elementos discretos (DEM) se ha utilizado con éxito para simular el movimiento de sólidos disgregados y determinar las fuerzas que estos sólidos desarrollan sobre los elementos que los contienen.El propósito de este trabajo es aprovechar las ventajas del método de elementos discretos para el análisis de paredes corrugadas. Utilizando el software EDEM Academic 2018, se modela un silo a escala con paredes de chapa corrugada y se comparan los resultados (tasas de descarga, velocidades de partículas, rozamiento en las paredes y fricción movilizada entre partículas) con los obtenidos en un silo de paredes lisas.Se espera que los resultados de esta investigación sean de interés para una mejor comprensión del comportamiento real de los materiales granulares almacenados en silos de paredes corrugadas

Presiones normales sobre tolvas oblicuas en silos de acero

Los silos se emplean desde hace mucho tiempo para el almacenamiento en altura de materiales agrícolas e industriales muy diversos. Se trata de una estructura con características muy particulares, derivadas en gran medida del rozamiento entre el material almacenado y la pared. Los silos de acero constituyen una de las tipologías más empleadas, y a veces disponen de una boca de salida oblicua para mejorar el flujo del material durante la descarga del silo. La versión actual del Eurocódigo EN 1991-4 empleado para el cálculo de empujes sobre las paredes de los silos pero las tolvas oblicuas no están cubiertas por ella. Se ha desarrollado un modelo de elementos finitos en tres dimensiones para calcular las presiones normales producidas sobre tolvas oblicuas. Se han tenido en cuenta variables como la excentricidad de la tolva, la posición circunferencial de la línea de la pared a analizar, o tres materiales que presentan propiedades mecánicas muy diferentes: trigo, harina de trigo y pellets de mineral de hierro. Se espera que los resultados de esta investigación sean de interés en la futura actualización de EN 1991-4

Reuse of vacant agro-industrial buildings. The case of the public slaughterhouses in Spain

Nearly 3000 slaughterhouses (74% of them public facilities) were built in Spain during the last decades of the nineteenth century and the first half of the twentieth century. The need to comply with new technical requirements and regulations on the hygiene of the meat passed in the 70s and the gradual replacement of public facilities by larger and more modern private slaughterhouses have subsequently led to the closure and abandonment of many of these buildings. Public slaughterhouses generally consisted of several single-storey and open-plan buildings located around a courtyard. Although originally they were preferably located on the outskirts of the towns, many slaughterhouses are now placed inside the built up areas, due to the urban development. The present work aims to contribute to a better understanding of these agro-industrial buildings and to provide ideas for their conservation and reuse. A review on the historical evolution and the architectural features of the public slaughterhouses in Spain is presented and different examples of old vacant slaughterhouses reused to accommodate libraries, offices, community centres, exhibition halls or sports centres, among others, are shown in the paper

The influence of management and construction methods in the repair costs of Spain's low-volume road network

This paper describes the entire process of the implementation of the Spanish low volume road network, including the design criteria, the construction techniques and the management policies during all the periods. The current situation of low volume roads in Spain was analyzed with respect to the legal framework and their actual condition. In addition, the budget required for the repair of 41 low volume roads throughout Spain was calculated in order to statistically analyze the influence of the pavement materials and the period of construction. The main conclusions were that low volume roads constructed during the 1970´s are currently those in the best state of repair and those requiring the lower repair costs, even lower than those constructed after 1980´s. In addition, low volume roads constructed with higher quality materials and using standardized techniques required five times lower repair costs than those made of lower quality materials.peerReviewe

The Threads of Biosystems Engineering

The core concepts, or threads, of Biosystems Engineering (BSEN) are variously understood by those within the discipline, but have never been unequivocally defined due to its early stage of development. This makes communication and teaching difficult compared to other well established engineering subjects. Biosystems Engineering is a field of Engineering which int egrates engineering science and design with applied biological, environmental and agricultural sciences. It represents an evolution of the Agricultural Engineering discipline applied to all living organisms not including biomedical applications. The basic key element for the emerging EU Biosystems Engineering program of studies is to ensure that it offers essential minimum fundamental engine ering knowledge and competences . A core curriculum developed by Erasmus Thematic Networks is used as benchmark for Agr icultural and Biosystems Engineering studies in Europe. The common basis of the core curriculum for the discipline across the Atlantic , including a minimum of competences comprising the Biosystems Engineering core competencies, has been defined by an Atlan tis project , but this needs to be taken further by defining the threads linking courses together. This paper presents a structured approach to define the Threads of BSEN . The definition of the mid-level competences and the associated learning outcomes has been one of the objectives of the Atlantis programme TABE.NET. The mid-level competences and learning outcomes for each of six specializations of BSEN are defined while the domain-specific knowledge to be acquired for each outcome is proposed. Once the proposed definitions are adopted, these threads will be available for global development of the BSEN

Physics and Mathematics in the Engineering Curriculum: Correlation with Applied Subjects

This paper presents a study in which the relationship between basic subjects (Mathematics and Physics) and applied engineering subjects (related to Machinery, Electrical Engineering, Topography and Buildings) in higher engineering education curricula is evaluated. The analysis has been conducted using the academic records of 206 students for five years. Furthermore, 34 surveys and personal interviews were conducted to analyze the connections between the contents taught in each subject and to identify student perceptions of the correlation with other subjects or disciplines. At the same time, the content of the different subjects have been analyzed to verify the relationship among the disciplines.Aproper coordination among subjects will allow students to relate and interconnect topics of different subjects, even with the ones learnt in previous courses, while also helping to reduce dropout rates and student failures in successfully accomplishing the different courses

Cálculo de encofrados de gran altura mediante un Modelo de Elementos Finitos: estudio paramétrico

This paper deals with the estimation of the lateral pressures exerted by fresh concrete on high-height formwork surfaces by Finite Elements Models. Assuming a behaviour of the concrete similar to a fluid overestimates the pressures, particularly in higher formworks. On the other hand, equations proposed by different international standards can underestimate the pressures when a high formwork is analysed. The Finite Elements Model (FEM) developed by the authors allows a simultaneous study of the fresh concrete and the formwork as a whole. An elasto-plastic behaviour of the concrete has been considered to simulate an intermediate state between a fluid and a solid. The implementation of a FEM requires knowing the value of some mechanical parameters of the fresh concrete. Their influence on lateral pressures against the formwork surface has been studied for every case. As a result of the parametric analyses, the Poisson’s ratio (), the coefficient of friction between the fresh concrete and the formwork () and the angle of internal friction of the fresh concrete () have been identified as the most influent parameters.El presente artículo aborda la determinación de presiones ejercidas por el hormigón fresco sobre encofrados de gran altura, mediante modelos de elementos finitos. La consideración del hormigón como un fluido produce una sobreestimación de las presiones, tanto más importante cuanto mayor sea la altura del encofrado. Por otro lado, las formulas empíricas recogidas en distintas normas de cálculo de encofrados subestiman las presiones en los encofrados de gran altura. El modelo de elementos finitos desarrollado por los autores permite analizar simultáneamente el conjunto formado por el hormigón fresco y el encofrado. Se ha considerado un comportamiento elastoplástico del hormigón, para representar un estado intermedio entre un fluido y un sólido. La implementación del modelo indicado requiere la definición de ciertos parámetros mecánicos del hormigón fresco, cuya influencia en las presiones ejercidas sobre el encofrado ha sido estudiada en cada caso. Como resultado del estudio paramétrico se ha obtenido que el coeficiente de Poisson (), el coeficiente de rozamiento entre el hormigón fresco y el encofrado () y el ángulo de rozamiento interno del hormigón fresco(son los parámetros que, en mayor o menor medida, ejercen alguna influencia en las presiones laterales producidas sobre los encofrados

Ensayo para calcular tensiones y deformaciones en la estructura del techo de un silo metálico de 18,34 m de diámetro

Los silos metálicos requieren la disposición de una estructura en su parte superior para permitir la fijación de las chapas que forman la cubierta del silo y así soportar las cargas para las que ha sido diseñada. Esta estructura está formada por un sistema reticular de vigas radiales y circunferenciales que desempeñan diversas funciones. Los modelos de cálculo que se emplean asumen la existencia de ciertos supuestos de comportamiento que luego deben verificarse en la práctica. Por esta razón, se diseñó un experimento para obtener las tensiones y desplazamientos verticales producidos en distintos elementos de la estructura del techo de un silo de 18,34 m de diámetro, con objeto de validar los resultados proporcionados por modelos de cálculo numérico. La instrumentación de un silo de estas dimensiones resulta bastante compleja, y requiere tener en cuenta numerosos factores como la selección representativa de los puntos de carga aplicados sobre el techo, la comprobación de las cargas transmitidas o la instalación de los dispositivos adecuados para poder registrar las mediciones necesarias. En los distintos ensayos realizados llegaron a aplicarse simultáneamente cargas sobre la estructura hasta en 54 puntos, mediante el uso de cintas tensoras (eslingas). La comprobación de la carga aplicada se realizó con el uso de 8 dinamómetros. Por otro lado, los desplazamientos verticales sufridos por la estructura, sometida a carga, se comprobaron en 3 puntos alineados con el uso de flexímetros ASM tipo A-WS10-100-R1K-L10, y las tensiones se infirieron a partir de las deformaciones registradas mediante el uso de 8 galgas extensométricas en 4 vigas opuestas de la estructura. Las lecturas procedentes de las galgas extensométricas y de los flexímetros fueron registrados mediante el uso de dataloggers. Los resultados obtenidos con los ensayos fueron comparados con los obtenidos con un programa de cálculo de estructuras mediante el cual se realizó un modelo tridimensional de la estructura. Se observó una buena concordancia en los resultados, siempre que se cumplieran las hipótesis de partida del modelo. El ensayo permitió detectar la presencia de ciertas anomalías en el funcionamiento de algunos elementos del silo, que fueron corroboradas con los modelos de cálculo