料仓中湿颗粒流动规律的数值仿真与试验研究

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1、幽蟹建筑科技大学硕士学位论文料仓中湿颗粒流动规律的数值仿真与试验研究专业：材料学硕士生：李志指导教师：徐德龙教授肖国先副教授李兆锋副教授李辉讲师摘要在工业生产过程中，料仓内的物料常含有一定的水分，其流动规律与干物料不同。针对这一情况，本文通过引入液桥力模型，结合离散颗粒法(DEM)，首次用计算机模拟了料仓中湿颗粒的流动，研究了液桥力对料仓内颗粒流动形态以及质量流率的影响。在计算液桥力时，为了解决无法直接确定半填充角的难题，采用了迭代法，成功地得到了液桥的半填充角，计算出液桥力。在选取仿真参数时，应用一

2、种新方法来选定临界时间步长计算值：通过估算一个颗粒从固定高度自由落到相同材质平板的过程，得到临界时间步长值。模拟研究结果表明：与干颗粒的流动相比，湿颗粒的质量流率大大降低。同时料仓结构参数对于湿颗粒流动特性的影响也存在一些明显的差异：对于干颗粒，满足不结拱的料仓开口度尺寸至少为颗粒直径的三倍，而湿颗粒则要求料仓开口度至少为颗粒直径的四倍：干颗粒由漏斗流向整体流转换的角度在45度左右，。而湿颗粒的转换角度为40度左右。研究还发现液桥力对于小粒径颗粒的影响明显大于大粒径颗粒。在相同含水量的情况下，小颗粒更

3、容易出现团聚，而不易分离。在研究含水量对颗粒质量流率的影响时发现：随着含水量的增加，小颗粒的运动明显受阻，质量流率大大降低，而大颗粒的质量流率会出现一个先升后降的过程。为了验证这些仿真结果的正确性，进行了一系列干湿颗粒流动的二维试验，发现仿真结果和试验结果吻合得很好。关键词：料仓颗粒流液桥力离散颗粒法仿真论文类型：应用研究p西安建筑科技大学硕士学位论文TheNumericalSimulationandExperimentResearchofWetParticlesFlowinaHopperMajor：

4、MaterialEngineeringName：LiZhiSupervisor：ProfessorXuDelongAssociateProfessorXiaoGuoxianAssociateProfessorLiZhaofengLecturerLiHuiABSTRACTIntheindustrialprocessthematerialinthehopperalwayscontainssomewater．Withtheaidofliquidbridgemodel，DEM(DisereteElementM

5、ethod)andmathematicalmodels，thispaperfirstlysimulatestheflowofwetparticlesinahoppertostudytheinfluenceofliquidbridgeontheflowpattemsandflowrate．Inordertocalculateliquidbridgeforceandindirectlydeterminethehalffillangel，aniterativemethodwasadopted．Liquidb

6、ridgeforcewasacquiredsuccessfully．Concerningtheselectionofsimulationparameters，anewmethodwasapplied：Thatisestimatingthedropofaparticlefromafixedheighttoaplanetodeterminethecriticaltimest印．Theresearchresultsshow：Comparing、)l，itlldrygranularflow,wetgranul

7、armaterials’flowratesreducegreatly．Meanwhiletheinfluencesofahopperstructureontheflowpatternsofwetmaterialsaredifferentfromdrymaterials．Usuallythecriticalopendiameterofahopperfordryparticlesismorethan3timesofparticlediameter,butnotlessthan4timesforwetpar

8、ticles．Fordryparticles，thehopperanglewhichcausestransformationfromfunnelflowintomassflowiSabout450．whileforwetparticlesitiSabout400．Moreovertheeffectofliquidbridgeonsmallparticlesismoreobviousthanonbigparticles．Withthesamewaterco