Estudo experimental da erosão eólica de pilhas de material granular de formato oblongo

Abstract

Há muitas empresas que têm necessidades de armazenamento em estaleiros abertos de materiais granulares em pilhas. Tal facto leva a que esses materiais estejam sujeitos à erosão provocada pelo vento, o que implica que eles possam contaminar o ar, criando-se problemas económicos, ambientais e de saúde para as populações. O formato da pilha em estudo nesta dissertação é o oblongo. As dimensões do modelo são 74 mm de altura, 635 mm de comprimento e 226 mm de largura. Fizeram-se ensaios de erosão em túnel de vento, uma vez que existem poucos estudos experimentais da erosão de pilhas com este formato. Assim, mostram-se os resultados experimentais da erosão provocada pelo vento, que vai deformar a pilha, bem como da taxa de erosão da pilha. Estes resultados são apresentados para vários instantes de tempo de erosão. São usadas duas velocidades de escoamento incidente nestes ensaios: 9.08 e 9.90 m/s. A medição da erosão provocada na pilha é feita usando duas grelhas de medição distintas: uma mais refinada e outra mais grosseira. Verificou-se que não havia diferença, a nível qualitativo na taxa de erosão nem na medição da deformação da pilha, entre a grelha de medição grosseira e a refinada.São usadas duas direções de escoamento incidente: perpendicular à pilha e formando um ângulo de 60º com a pilha. Observa-se que a erosão da pilha é simétrica, para o caso do escoamento incidente ser perpendicular à pilha e que a taxa de erosão da pilha é maior para a velocidade mais elevada. Para além disso, a rotação da pilha tende a reduzir a sua deformação, sendo este efeito mais notório para a velocidade de escoamento incidente de 9.08 m/s.

There are many industries who has needs of storage in open yards of granular materials in stockpiles. This fact leads to these materials will be potentially subject to erosion provoked by the wind, what will lead those materials to contaminate the air, creating economic, environment and health problems for the populations.The pile shape in study of this dissertation is the oblong. The dimensions of the model are 74 mm of height, 635 mm of length and 226 mm of width. Erosion tests in wind tunnel have been done, because there are few experimental studies of erosion of piles with this shape. Thus, wind erosion experimental results are shown, illustrating deformation of the pile, as well as the erosion rate. These results are shown for several instants of erosion. Two wind flow speeds are used in these experiments: 9.08 and 9.90 m/s. The erosion rate of the pile is computed for two distinct grids of measurement: one refined and the other coarser. It was found that there was no qualitative difference in erosion rate of the pile nor in his deformation, between the coarser grid measurement and the refined.Two wind flow directions are used: perpendicular to the pile and doing an angle of 60º with it. It was found that there was no qualitative difference in erosion rate of the pile nor in his deformation, between the coarser grid measurement and the more refined. It is observed that the erosion of the pile is symmetrical, for the case of wind flow perpendicular to the pile and the erosion rate of the pile is greater for the higher wind speed. Furthermore, the wind direction tend to reduce his deformation, being this effect more notorious for the wind flow speed of 9.08 m/s.