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Non linearita e caos nella dinamica di un gas granulare. Propagazione di reazioni combustive durante l'attivazione meccanochimica.

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6 Introduzione zazione della dinamica del sistema. Soltanto in tempi recenti, una decisa modifica dei protocolli sperimentali ha permesso di raggiungere tale obiettivo e di definire una metodologia applicabile, in linea di principio, a qualsiasi mulino a sfere22. La metodologia prevede l’utilizzo di una singola sfera di macinazione e l’impiego di carichi di polvere in grado di assicurare condizioni di urto anelastico. Congiuntamente ai risultati ottenuti dalla modellizzazione numerica del siste- ma costituito da giara e sfera di macinazione7, le evidenze sperimentali hanno consentito di quantificare importanti parametri di processo, quali l’energia di im- patto e la frequenza delle collisioni, e di descrivere in dettaglio i moti interni della sfera. Obiettivo del presente lavoro di tesi e` quello di contribuire allo sviluppo delle conoscenze in questo particolare settore della meccanochimica e di fornire una prima caratterizzazione del meccanismo di propagazione delle reazioni combustive autopropaganti in condizioni di trattamento meccanico. Il non semplice compito di definire, descrivere ed infine caratterizzare la dinamica dei corpi molitori e` stato affrontato mediante l’impiego di tecniche di analisi proprie della dinamica non lineare, un campo di ricerca al quale viene oggi riconosciuto un ruolo fondamentale nei futuri sviluppi della Scienza. All’illustrazione dei concetti della dinamica non lineare ed alla descrizione dei suoi metodi, e` dedicato uno dei capitoli successivi. Lo studio ha riguardato, inizialmente, la dinamica di una singola sfera al- l’interno di reattori meccanochimici caratterizzati da moti propri di crescente complessita`. Le differenze tra il caso piu` semplice del mulino a vibrazione vertica- le, quello piu` complesso dei mulini a rotazione orizzontale e planetario, ed infine il caso del mulino commerciale Spex risulteranno immediatamente evidenti. Da notare come l’accenno alla complessita` crescente dei sistemi meccanici si riferi- sca al minimo numero di gradi di liberta` spaziali che e` necessario considerare per costruire un modello matematico in grado di cogliere gli aspetti fondamentali del- l’azione meccanica dei corpi molitori. Si passa, quindi, da un sistema meccanico virtualmente monodimensionale a sistemi bidimensionali e tridimensionali. Quest’ultimo caso e` certamente il piu` interessante. E` sul mulino Spex che, sulla base delle incoraggianti esperienze precedenti23,24, si e` focalizzata la mag- gior attenzione e ad esso si e` dedicata la seconda parte della tesi. Il modello matematico e` stato opportunamente modificato cos`ı da descrivere in dettaglio la dinamica delle collisioni che vedono coinvolte pareti del reattore, sfera di maci- nazione e particelle di polvere. Come si vedra` nel quarto capitolo, la descrizione delle collisioni e` ottenuta adottando il piu` accurato schema di forze esistente in letteratura, noto come Metodo degli Elementi Discreti, dall’inglese “Discrete Ele- ment Method” (DEM). Questo ha consentito uno studio complessivo del regime di moto del “gas granulare” in presenza o meno di corpi molitori. Infine, nell’ultima parte viene discusso il meccanismo di propagazione di una reazione combustiva autopropagante in relazione alla dinamica del particolato.
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Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Manai
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2000-01
  Università: Università degli Studi di Sassari
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Chimica
  Relatore: Mauro Rustici
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 70

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Parole chiave

analisi non lineare
caos
dinamica non lineare
discrete element method
mashs

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