基于離散元法的球磨機(jī)最優(yōu)化設(shè)計理論研究.pdf

1、物料的粉碎是很多工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，球磨機(jī)是物料粉磨階段的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛用于礦山、化工、水泥、冶金、建材及火電等行業(yè)，耗能巨大且效率低下。由于球磨機(jī)研磨介質(zhì)和物料之間的作用機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，使得傳統(tǒng)方法對球磨過程的研究存在諸多困難。隨著近年來計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，離散單元法成為研究球磨機(jī)磨礦機(jī)理的重要工具。
　　本文建立了基于超二次曲面非球形顆粒的四方程離散單元模型，分析了球磨機(jī)的磨礦機(jī)理，確立了顆粒破碎準(zhǔn)則，形成了對球磨機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化

2、的設(shè)計方法。研究內(nèi)容主要包括:
　　(1)運(yùn)用基于超二次曲面非球形顆粒的離散單元模型對不同形狀的顆粒進(jìn)行填充和滾筒內(nèi)運(yùn)動的數(shù)值模擬，并進(jìn)行了相應(yīng)的實驗，數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本一致，證實了離散單元模型的準(zhǔn)確性。
　　(2)分析球磨機(jī)磨礦過程，從能量的角度研究了顆粒的破碎機(jī)理，建立了顆粒破碎準(zhǔn)則，形成了可區(qū)分碰撞過程中對物料破碎有無貢獻(xiàn)的有用功和無用功的方法，用來計算得到球磨機(jī)的工作效率和有用功率。
　　(3)對球磨機(jī)

3、進(jìn)行了4因素（研磨介質(zhì)填充率、研磨介質(zhì)尺寸、球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、物料含量）3水平的數(shù)值模擬正交試驗，運(yùn)用極差法分析各組參數(shù)下的球磨機(jī)效率和有用功率，得到影響球磨機(jī)效率和出料量（有用功率）的主次因素和最優(yōu)參數(shù)，形成了基于離散元法的球磨機(jī)最優(yōu)化設(shè)計方法。
　　(4)針對球磨機(jī)溝流現(xiàn)象研究了圓柱形水平滾筒內(nèi)二元顆粒軸向分層現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了軸向分層的新模式，揭示了軸向分層的基本規(guī)律。
　　本文建立的離散單元模型能較準(zhǔn)確地模擬研磨介質(zhì)和物料的相互