Fuzzy modeling of volumetric efficiency and specific energy consumption in agricultural screw conveyors / Modelagem fuzzy de eficiência volumétrica e consumo específico de energia em transportadores agrícolas de parafuso

ABSTRACT

ABSTRACT Vertical screw conveyors have low energy efficiency but this is generally acceptable within the normally low power range. Previously, a fuzzy logic approach was used to model volumetric efficiency and specific energy consumption in screw conveyors. The performance of conveyors in different working conditions and the geometry of the screw were studied. It was reported that increasing the screw speed, pitch, and loading angle also increases specific energy consumption. In this study, an intelligent fuzzy model based on the Mamdani approach was developed to predict volumetric efficiency and specific energy consumption. The model inputs included the slope, speed, and pitch of screw conveyors. The fuzzy model consists of 27 rules in which three parameters, namely the goodness of fit (η), relative error (ε), and coefficient of correlation (R), are used to evaluate the model. The goodness of fit, relative error, and coefficient of correlation values were 0.986, 5.28%, and 0.99, respectively, for volumetric efficiency and 0.987, 4.93%, and 0.99, respectively, for specific energy consumption. Results revealed that the developed model is capable of predicting volumetric efficiency and specific energy consumption in barley transport under different working conditions with high accuracy.

RESUMO

RESUMO Os transportadores de parafuso verticais têm baixa eficiência energética, mas isso geralmente é aceitável dentro da faixa de potência normalmente baixa. Anteriormente, uma abordagem lógica fuzzy era usada para modelar a eficiência volumétrica e o consumo específico de energia em transportadores de parafuso. O desempenho dos transportadores em diferentes condições de trabalho e a geometria do parafuso foram estudados. Verificou-se que aumentar a velocidade do parafuso, a inclinação e o ângulo de carga também aumenta o consumo de energia específico. Neste estudo, um modelo fuzzy inteligente baseado na abordagem de Mamdani é desenvolvido para prever a eficiência volumétrica e o consumo específico de energia. As entradas do modelo incluem a inclinação, velocidade e inclinação dos transportadores de parafuso. O modelo fuzzy consiste em 27 regras, nas quais três parâmetros, a saber, qualidade do ajuste (η), erro relativo (ε) e coeficiente de correlação (R), são usados para avaliar o modelo. Os valores de ajuste, erro relativo e coeficiente de correlação são de 0,986, 5,28% e 0,99, respectivamente, para eficiência volumétrica e 0,987, 4,93% e 0,99, respectivamente, para consumo específico de energia. Os resultados revelam que o modelo desenvolvido é capaz de prever eficiência volumétrica e consumo específico de energia no transporte de cevada sob diferentes condições de trabalho com alta precisão.