Numerical simulation of polymeric particles transport on vibrating screens

This thesis presents a numerical investigation on the transport of polymeric HCBR parti- cles using a vibrating screen. Discrete Element Method (DEM) simulations were employed to capture particle dynamics along the screen, with a focus on achieving uniform mass flow and minimizing accumulation or segregation. The study examines the influence of vibra- tion parameters (frequency and amplitude) and the static friction coefficient on mass and particle size distributions, bed thickness, velocity, and residence time at the outlet. After inspecting the solution for a base case, a series simulations was conducted systematically varying operating parameters to assess their effects. Results show that reduced static fric- tion enhances particle mobility, promotes thinner beds, and improves lateral uniformity, while increases in vibration frequency or amplitude can slightly intensify segregation if not coupled with friction reduction. The preliminary findings highlight the importance of balancing vibration intensity and particle friction to optimize particle distribution and screen performance.

Questa tesi presenta un’indagine numerica sul trasporto di particelle polimeriche HCBR utilizzando un vibrovaglio. Sono state impiegate simulazioni con il Metodo degli Ele- menti Discreti (DEM) per analizzare la dinamica delle particelle lungo il vibrovaglio, con l’obiettivo di ottenere un flusso di massa uniforme e minimizzare fenomeni di accumulo o segregazione. Lo studio esamina l’influenza dei parametri di vibrazione (frequenza e ampiezza) e del coefficiente di attrito statico sulla distribuzione della massa e della di- mensione delle particelle, sullo spessore del letto, sulla velocità e sul tempo di residenza all’uscita. Dopo aver analizzato la soluzione per un caso base, è stata condotta una serie di simulazioni variando sistematicamente i parametri operativi per valutarne gli effetti. I risultati mostrano che la riduzione dell’attrito statico migliora la mobilità delle particelle, favorisce letti più sottili e migliora l’uniformità laterale, mentre l’aumento della frequenza o dell’ampiezza della vibrazione può intensificare leggermente la segregazione se non ac- compagnato da una riduzione dell’attrito. I risultati preliminari evidenziano l’importanza di bilanciare l’intensità della vibrazione e l’attrito tra le particelle per ottimizzare la dis- tribuzione e le prestazioni del vibrovaglio.