转载点物料颗粒运动的数值模拟

为了分析转载点物料颗粒运动过程、颗粒之间、颗粒与边界之间的相互作用及运动过程中的能量变化,采用基于离散元方法的颗粒流代码(PFC3D)程序,建立了输送机头部的离散元模型,针对颗粒流的不同速度、滚筒前有无挡板,进行了物料颗粒运动的数值模拟.通过模拟发现:(1)能够很好地跟踪固体颗粒的运动过程(任意颗粒的位置、速度、平均接触力以及平均不均衡力),平均接触力的最大值随着颗粒速度的增加而增加,而平均不平衡力变化不大;(2)跟踪能量历程可以观察颗粒运动过程中各种能量的变化,其中动能的变化最为明显,且挡板设置只对动能、摩擦能与应变能有影响.     

浆体膨胀复合材料混料器结构优化

为实现浆体膨胀复合材料的均匀混合,保证充填体强度,设计利用粉料罐车卸料风力余能进行粉料混合的混料器,基于Fluent对粉料混合过程、内部流场分布、混粉效果等进行分析,并对混料器结构参数进行优化。结果表明:设计的混料器能够满足生产需要,粉料混合均匀度随入料口与出料口面积比增大而逐渐增大,随圆柱与圆台高度比增大,先增大后减小;Fluent模拟从更微观、更本质的角度揭示粉料混合过程中速度场、压力场及颗粒运动轨迹,为混料设备的结构优化提供理论依据。     

回转窑内颗粒轴向混合运动的数值模拟

为了研究不同粒径颗粒在水平回转窑内轴向混合运动机理,采用离散元软件EDEM对窑内颗粒轴向混合过程进行数值模拟,引入颗粒接触数动态跟踪颗粒的混合过程,以大、小颗粒接触数来衡量颗粒间的混合程度。结果表明:活动层内颗粒的运动速度较大;小颗粒轴向运动的主要方式是透过大颗粒间的间隙向大颗粒群渗透。     

物料参数对立式搅拌釜混合性能影响的模拟

为了提高无挡板立式搅拌釜的混合性能,应用自主开发的离散元软件研究颗粒的粒径、密度以及颗粒间的摩擦系数对搅拌釜混合性能的影响,采用接触数法评价颗粒的混合度并结合颗粒的空间合角速度来分析颗粒的混合效果。结果表明：颗粒的粒径对混合性能影响较小,4种不同粒径组合的混合度均在0.25～0.45之间;而2种颗粒的密度差越大,混合度越小,颗粒密度一致时混合度最大;混合度随着颗粒间的摩擦系数的增大先增大后减小,当摩擦系数为0.54时,混合度最大,接近0.5。     

TAH工业有限公司新静态混科器

最近，TAH工业有限公司介绍了其最新的方形便利式混料器，它相比以往的混料器有更大的流量而所需推动力更小，它的长度只有螺旋式混料器的一般，且可以达到稳定高质量的混合效果，由于减少了浪费相比而言也就是节约了成本，目前它有两种配置可以和搅拌桶相匹配。     

新型螺带桨叶结构对颗粒混合效果的影响

为提高立式锥形混合机的颗粒混合效果，设计一种新型错位断带式螺带桨叶结构；通过数值模拟方法研究错位断带式和连续式2种螺带桨叶结构的颗粒混合过程，并探讨错位断带式螺带叶片上、下层叶片的错位距离、错位高度和螺距比对混合效果的影响；通过实验验证模拟结果的正确性。结果表明：根据实验结果计算得出的错位断带式和连续式螺带桨叶结构的混合机内颗粒的平均混合指数分别为0.922、 0.861,根据模拟结果计算得出的平均混合指数分别为0.985、 0.941,实验结果比模拟结果偏低，错位断带式螺带桨叶结构的混合效果更佳；错位断带式螺带桨叶结构能够增强颗粒的对流过程，能提升颗粒的混合效果；增加错位距离对混合效果没有明显的影响；当错位高度为30、 60、 90 mm时，在混合时间为7、 7、 8 s时就全部达到颗粒的完全混合；当螺距比为1时，混合效果最好。     

温度场对供料器管道内颗粒分布影响的CFD模拟

建立供料器管道内气固两相流的物理和数学模型,采用Fluent 2020 R2软件中的离散相模型(DPM)模拟供料器管道中温度场、压力流场和颗粒分布情况,搭建气力式混合机实验平台进行压力测试验证,并将考虑温度场和不考虑温度场影响时的仿真结果进行对比,研究温度场对供料器内颗粒分布的影响规律。结果表明:在供料器管道中,气相与颗粒相初始温度不同,气固两相流进行热量交换后温度逐渐趋向一致;考虑温度场影响时管道内的绝对压降大于不考虑温度场影响时,而且与实验测量值的误差仅为16%左右;在两侧管道出口段,随着Z轴向距离的增加,颗粒质量浓度分布从管道圆截面中心处低、壁周面高逐渐变为整个管道圆截面上近似均匀分布;相较于不考虑温度影响时的情况,考虑温度场影响时管道圆截面中心处的颗粒质量浓度降低了3.0%～8.7%,在管道圆截面上形成稳定均匀的颗粒质量浓度分布所需要的Z轴向距离要长。     

潮湿原煤颗粒在三自由度混联振动筛中筛分效率研究

为研究潮湿难筛分原煤颗粒在两平移一转动三自由度混联振动筛中的筛分效率变化规律,基于三维离散元法,运用EDEM软件模拟潮湿原煤颗粒的筛分过程.自主设计了两平移一转动三自由度混联振动筛,以研究各振动参数对原煤颗粒筛分效率的影响;综合采用动态筛分效率和阻碍粒排出率作为模拟筛分效率的评定指标,得出各自由度振动组合中的最佳激振模式及振动方向对潮湿原煤颗粒在筛面运动的作用;以动态筛分效率为参考值,采用正交实验方法,分析各因素对筛分效率的影响,得出影响因素分别为:外在水分、振动自由度、频率、振幅;用优选的筛分方案进行离散元模拟实验,验证了多维振动有利于潮湿难筛分原煤颗粒的分散、透筛及防堵.     

粉末高速压制成形密度分布的数值模拟及影响因素分析

将研究不连续体力学行为的离散单元法应用于粉末高速压制致密化过程的研究,将粉末视为黏弹性的离散颗粒,建立粉末高速压制过程颗粒接触模型及每个颗粒的基本运动方程,推导了力与位移表达的粉末高速压制黏弹性本构关系。基于PFC软件实现了铁粉高速压制过程中粉末颗粒二维流动情况及压坯密度分布的数值模拟,模拟结果的密度分布规律与实际压制的密度分布规律较为一致;利用数值模拟结果对影响压坯密度分布的摩擦因数、高径比、双向压制因素进行了具体分析。     

工装篮烘干筒内硅料颗粒混合过程的数值模拟

硅料的烘干是全自动超声波清洗机在生产过程中最重要的环节，研究该环节工装篮烘干筒内硅料颗粒的烘干过程对烘干装置节能和工装篮烘干筒结构优化具有重要意义。通过DEM离散软件，在搅棒形状、搅棒数、烘干筒外框转速、颗粒状硅料填充率等影响因素下对工装篮烘干筒内颗粒状硅料的混合过程进行数值模拟和分析。通过单因素和多因素正交实验模拟及Lacey指数M对混合均匀性进行定量分析，得到各参数最佳工况。结果表明：与其他形状的搅棒相比，长方体搅棒的烘干筒内颗粒混合效果最好；当搅棒数为6时，混合程度达到最佳值，颗粒群混合效果随着填充率的增加而下降。与填充率为31.73%和41.40%相比，填充率为23.60%时对流混合作用影响最强，混合效果更好。烘干筒转速为8.91 rad/s时，可以提高硅料颗粒混合的均匀性和质量，从而提高混合效率。通过正交分析得出，影响因素中烘干筒外框转速影响最大，其次为颗粒填充率、搅棒数、搅棒形状。     

振动特性对颗粒混合均匀性影响的EDEM模拟

应用工程离散单元法(Engineering Discrete Element Method,EDEM)对密闭容器内不同外形颗粒在振动状态下的混合均匀度进行数值模拟,分析振动频率和振幅对粉体混合均匀度标准偏差的影响,并通过正交实验法和方差法对结果进行分析。结果发现:标准偏差随振动时间均表现出递减的变化规律,在6 s之后标准偏差随振动频率的增加呈现减小的变化规律,在4 s之后标准偏差随振幅的增加呈现增大的变化规律,通过正交计算得到振动频率对颗粒混合均匀性影响最大,其次是振幅,综合衡量采用90 Hz、2 mm能获得最佳混合度,通过动态分析颗粒的运动速度验证了正交结果的准确性。     

选粉机颗粒运动的非稳态仿真与出口产量模拟

为了考察颗粒在立磨选粉机内的运动特性,并对选粉机的出口产量进行定量分析,利用计算流体动力学分析软件,对选粉机内的颗粒运动进行基于雷诺应力模型和离散相模型的非稳态数值模拟,通过对颗粒运动的实时仿真,模拟颗粒的分级过程。结果表明,选粉机出口产量随风量和转笼转速变化的规律与理论分析相一致;风量与转笼转速对出口产量影响的趋势与数值模拟的相对误差在10%以内。     

基于DEM模拟液固流化床粒度级配对颗粒流动特性的影响

采用离散单元方法(DEM)对三维液固流化床进行数值模拟。考虑润滑力的作用,对比二元混合、窄级配和宽级配3种粒度级配方式对颗粒分布、速度、温度波动和混合程度的影响。分析结果表明:大颗粒有向床层下部运动的趋势,而小颗粒则有向床层上部聚集的趋势;与窄级配相比,二元混合和宽级配的轴向速度在不同高度上差异较明显,且颗粒温度波动也较小,颗粒更加容易出现偏析;2种颗粒粒径差距越大,越容易分离,而粒径越接近,越难分离,混合程度越好。     

滚筒装备内颗粒混合与粉磨研究进展

综述滚筒装备内颗粒混合和粉磨的实验和数值模拟研究;指出已有研究中缺少对小规模滚筒内颗粒轴向混合以及工业规模滚筒装备内颗粒混合和粉磨过程的研究,并且对不规则形状颗粒、微米尺度颗粒、湿颗粒的混合和粉磨过程的研究较少;认为今后的工作中应开展滚筒内颗粒轴向或整体混合研究,并将相似原理、粗粒模型引入工业规模滚筒装备内颗粒动力学离散元模拟中,在此基础上,开展涉及非球形颗粒的流固耦合模型及数值模拟方法研究。     

基于离散元方法的RDX-Al颗粒混合数值模拟分析

基于离散元方法,以旋转筒内RDX-Al二元颗粒体系的搅拌过程为研究对象进行模拟。采用离散元软件(EDEM),首先研究RDX-Al二元颗粒各自随转速的变化趋势,并进一步得出二元颗粒变化率的特点,做出分布上的拟合,得出最吻合模拟试验的函数为指数函数。然后,将旋转筒细分为多个单元空间,考察旋转轴与单元空间之间的距离对二元颗粒混合效果的影响。结果表明:单元空间离旋转轴越远,即旋转半径越大,颗粒之间的变化率也就越快,越容易达到均匀状态。最后,考察加入抄板的影响,结果表明:RDX-Al二元颗粒趋于的稳定值分别发生了改变。     

固体颗粒混合物光谱解混模型的影响因子分析

为分析固体颗粒混合物光谱的解混模型的影响因子,验证混凝土水化产物光谱解混的可行性.本研究选取类似混凝土水化产物的氢氧化钙与硫酸钙作为研究对象,进行固体颗粒混合物高光谱解混实验.从混合物光谱叠加、混合比例及搅拌时间3个方面分析了固体颗粒混合物光谱的影响因子.研究结果表明:硫酸钙粉末与氢氧化钙粉末的混合物实测光谱曲线与理论光谱叠加模型曲线的总体趋势一致;固体颗粒物质混合时的混合比例、搅拌时间会影响固体颗粒混合物实测光谱特征.运用光谱比值导数法对混凝土水化6～16 h产物的氢氧化钙进行光谱解混,其比值导数处理结果的丰度表明,6～16 h水泥水化的过程中氢氧化钙的含量逐渐增加,验证了光谱解混模型对混凝土水化产物光谱检测的有效性.     

水平圆筒型混合机中颗粒混合的离散模拟

采用离散模型模拟了水平圆筒型混合机中 10 0 0个颗粒混合的全过程 ,分析了颗粒流型的变化规律和混合曲线 ,得到了颗粒由相对静止到开始下滑的塌落过程 ,所得结果与已知实验结果符合很好 ,这有助于揭示混合机内部颗粒的运动规律     

颗粒流的离散元法模拟及其进展

颗粒流问题是众多工农业生产领域中的常见问题,然而人们至今对颗粒流机理认识不深。目前一种基于离散元的数值模拟方法被用以模拟和分析颗粒流问题,研究实践表明该方法是散体力学分析的一种有效的工具。本文介绍了颗粒流研究的背景以及离散元法的发展过程,概述了颗粒流动力学研究的动理论模型和摩擦塑性模型,综述了离散元法的理论和各种颗粒作用模型及其在粉体工程领域的应用,讨论了颗粒流研究的主要困难和离散元法发展中亟待解决的问题。     

旋转干燥器中颗粒的运动与混合

旋转干燥器中颗粒的运动与混合摘自《ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｌｏｇｙ》，”（１９９３）７６：２４１－２４５本文通过对实验室干燥害中标识颗粒的现察，实验研究了旋转干燥器中固体材料的运动和混合。用干燥床上达到完全或无规则混合所需时间来计算颗粒混合率。实验研究...     

浅谈非阻塞性颗粒阻尼的离散元法（DEM）

提出了一种研究颗粒阻尼减振特性的离散元算法,建立了离散元法（DEM）数学模型。通过分析颗粒间以及颗粒与容器壁间的相互作用规律,能较准确地预测颗粒阻尼的减振特性。与实验结果进行了比较,验证了该离散元数学模裂的正确性。利用离散元数学模型来研究颗粒阻尼结构属性的改变对其阻尼减振特性的影响,结果表明,质量比和材料密度都对颗粒阻尼的减振特性有影响。