Scaling behavior of particle breakage in granular flows inside rotating drums
In: ISSN: 2470-0045, 2020
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International audience ; We perform systematic particle dynamics simulations of granular flows composed of breakable particles in a 2D rotating drum to investigate the evolution of the mean particle size and specific surface as a function of system parameters such as drum size, rotation speed, filling degree, and particle shape and size. The specific surface increases at a nearly constant rate up to a point where particle breakage begins to slow down. The rates of particle breakage for all values of system parameters are found to collapse on a master curve when the times are scaled by the characteristic time defined in the linear regime. We determine the characteristic time as a function of all system parameters, and we show that the rate of particle breakage can be expressed as a linear function of a general scaling parameter that incorporates all our system parameters. This scaling behavior provides a general framework for the upscaling of drum grinding process from laboratory to industrial scale.
Titel: |
Scaling behavior of particle breakage in granular flows inside rotating drums
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Autor/in / Beteiligte Person: | Orozco, Luisa ; Delenne, Jean-Yves ; Sornay, Philippe ; Radjai, Farhang ; Physique et Mécanique des Milieux Divisés (PMMD) ; Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Laboratoire des Combustibles Uranium (LCU) ; Service d'Analyses, d'Elaboration, d'Expérientations et d'Examens des combustibles (SA3E) ; Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (CEA - DES) (IRESNE) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (CEA - DES) (IRESNE) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) |
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Zeitschrift: | ISSN: 2470-0045, 2020 |
Veröffentlichung: | HAL CCSD ; American Physical Society (APS), 2020 |
Medientyp: | academicJournal |
ISBN: | 978-0-00-532124-9 (print) ; 0-00-532124-7 (print) |
DOI: | 10.1103/PhysRevE.101.052904 |
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