10th International Scientific Conference on Agricultural Development and Sustainability

10th Symposium of Agricultural Engineering

Simulation the gravity of peanut kernels in a vertical airflow by impulsion

Abstract

The use of pneumatics is widespread in the processes of classifying or separating impurities from grains, making it necessary to analyze the trajectory of the grains under the action of an air stream. The use of numerical methods has made it possible to predict the behaviour of granular materials in fluid media. Taking these aspects into account, the present work aims to simulate the gravitation of peanut kernels in a vertical air flow using the Discrete Element Method (DEM). For this purpose, a discrete element model was implemented in the EDEM Altair 2021 software, 3D virtual models of peanut kernels of the four most commercial varieties in the Republic of Ecuador were developed using the method of multiple sphere superposition, and the aerodynamic properties of the kernels were determined. The results allowed the simulation of the gravitational process of the peanut kernels in a vertical air flow by impulsion of each of the varieties studied, showing a correlation coefficient of 95,4% between the experimental and predicted results of the critical gravitational velocity, with a mean absolute error EMA=0,0046 and a relative absolute error EAR=0,196, which is a measure of the model. The Caramelo variety requires a higher wind speed (Vt=15,75 m/s) to enter the gravitational state, since it has a larger projected area Ap=0,127 m2 than the rest of the varieties investigated.

Resumen

El uso de la neumática es muy utilizada durante los procesos de clasificación o separación de impurezas de los granos, por lo que se hace necesario analizar la trayectoria de los mismos bajo la acción de un flujo de aire. El empleo de métodos numéricos ha posibilitado predecir la respuesta de materiales granulares en medios fluidos. Tomando en cuenta estos aspectos el presente trabajo tiene como objetivo simulación de la gravitación de los granos de maní en una corriente de aire vertical por impulsión mediante el método de elementos discretos (MED). Para los cual se implementó un modelo de elementos discretos en el software EDEM Altair 2021, se desarrollaron los modelos virtuales 3D de los granos de maní de las cuatro variedades más comerciales del República de Ecuador mediante el método de la superposición de múltiples esferas y se determinaron las propiedades aerodinámicas de granos. Los resultados permitieron simular el proceso de gravitación de los granos de maní en un flujo de aire vertical por impulsión de cada una de las variedades investigadas, mostrando un coeficiente de correlación del 95,4%, entre los resultados experimentales y predichos de la velocidad crítica de gravitación, con un error medio absoluto EMA=0,0046 y un error absoluto relativo EAR=0,196, lo cual es un medidor del modelo. La variedad Caramelo necesito una mayor velocidad del viento (Vt=15,75 m/s) para entrar en estado de gravitación, debido a que posee una mayor área proyectada Ap=0,127 m2 que el resto de las variedades investigadas.