基于離散單元法的顆粒物料休止角仿真研究.pdf

1、顆粒物料在自然界和工程應(yīng)用領(lǐng)域中極為普遍，休止角(repose angle)是顆粒物料的一種重要物理屬性，是表征轉(zhuǎn)筒類過程裝備內(nèi)物料狀態(tài)的重要特征量。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)休止角進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)研究，但在目前的研究成果中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象大部分為球形顆粒，而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的物料形狀主要為不規(guī)則顆粒，球形顆粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是否能夠反映非球形顆粒的運(yùn)動(dòng)還有待于驗(yàn)證。此外，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)筒的尺寸普遍偏小，與實(shí)際生產(chǎn)所應(yīng)用的轉(zhuǎn)筒尺寸有較大差別，是否能將小轉(zhuǎn)筒所得到結(jié)果上推到工

2、業(yè)尺度回轉(zhuǎn)簡(jiǎn)裝備中還需要進(jìn)一步研究。
　　針對(duì)以上問題，本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)室回轉(zhuǎn)筒設(shè)備以及圓柱體顆粒物料的實(shí)際尺寸，對(duì)不同轉(zhuǎn)速下(2.87rpm-17.23rpm)的顆粒物料運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行DEM建模和仿真，在EDEMTM環(huán)境下完成了各模塊的參數(shù)設(shè)定。搭建了相應(yīng)的回轉(zhuǎn)筒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，來模擬轉(zhuǎn)筒型過程裝備中圓柱體顆粒物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過圖像采集裝置獲得物料運(yùn)動(dòng)的圖像信息。給出了基于圖像處理技術(shù)的顆粒物料動(dòng)態(tài)休止角的檢測(cè)算法，并基于以上算法對(duì)物料狀

3、態(tài)圖像進(jìn)行檢測(cè)，獲得不同操作參數(shù)下的顆粒物料休止角仿真實(shí)驗(yàn)曲線以及物理實(shí)驗(yàn)曲線。通過對(duì)物料狀態(tài)圖像、休止角動(dòng)態(tài)變化曲線的對(duì)比，驗(yàn)證了DEM仿真結(jié)果的正確性?；谒⒌木_DEM模型，對(duì)工業(yè)尺度回轉(zhuǎn)筒內(nèi)的顆粒系統(tǒng)進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)條件下的仿真實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)簡(jiǎn)直徑不變時(shí)，休止角隨著轉(zhuǎn)速的增加，由30.27±1.50度增長34.03±0.32度，有明顯的上升趨勢(shì);轉(zhuǎn)速不變時(shí)，隨著轉(zhuǎn)簡(jiǎn)直徑的增加休止角由37.23±2.49度下降到28.64±