混料机混料效果的离散模拟.pdf

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1、杨勇，等：混料机混料效果的离散模拟设计研究中图分类号：TQ172.6文献标志码：B文章编号：1007-0389(2016)03-15-03【DOI】10.13697/j.cnki.32-1449/tu.2016.03.006混料机混料效果的离散模拟杨勇，吴亚丹，龚四海（中建材（合肥）机电工程技术有限公司，安徽合肥230001）摘要：为了研究不同类型颗粒在混料机内部的混合状况和运动机理，利用离散元软件EDEM对混料机内部颗粒混合过程进行数值模拟，得到在不同进料量和主轴转速下混料机内部颗粒的图形化运动信息。通过对混合后不同类型的

2、两种颗粒的接触数和混合质量分数计算、分析，得到了混料机的混料效果。通过对颗粒在混料机中的混合状态和运动轨迹分析，得出混料机的最佳工作参数。关键词：混料机；混料效果；数值模拟DiscretesimulationformixingeffectofmixerYangYong,WuYadan,GongSihai(Chinabuildingmaterials(Hefei)mechanicalandElectricalEngineeringTechnologyCo.,Ltd.,Hefei230001，China)Abstract：Ino

3、rdertostudythemixingstateandmotionmechanismofdifferenttypesofparticlesinmixingmachine，thenumericalsim⁃ulationofthemixingprocessinmixingmachinewascarriedoutbyusingthediscreteelementsoftwareEDEM，graphicsmovementin⁃formationoftheinternalparticlesinmixingmachinewithdif

4、ferentfeedrateandspindlespeedisobtained.Themixingeffectofmixingmachinewereobtainedbycalculatingandanalyzingthecontactnumberandmixedmassfractionoftwokindsofmixedparticles.Byan⁃alyzingthemixedstateandmotiontrajectoryoftheparticlesinthemixingmachine，thebestworkingpara

5、meterofmixingmachineis[3]的运动方程，以求解单元的位移、速度和加速度。0前言运动方程如下：物料的混合程度一般用均匀度来衡量，对物料=混合均匀度的研究，宏观实验积累了大量的统计经=验数据，但宏观实验无法保证在同一环境条件下进由上式可以得到颗粒新的位移值，将该新位移行，得到的实验结果大不一致，同时因受各种条件的代入力-位移关系计算新的作用力，反复循环，实现限制，传统的实验方法也无法得出混料机内部物料跟踪每个颗粒在任意时刻的运动。混合的即时信息和内部颗粒运动信息。随着计算机1.2混合颗粒接触模型数值模拟技术

6、逐步完善和应用，从混料机本身结构使用离散单元法做数值模拟，颗粒描述为圆盘和单颗粒的受力分析入手，跟踪每个颗粒轨迹的离或球体时，接触状态易检测、计算简便。计算机模拟散模型的离散单元法逐渐应用到颗粒混合的研究，时硬件设备需求的内存少、处理时间较短、可分析的[1，2][4]并取得了实验研究无法得到的颗粒运动信息。颗粒数多。所以将单元模型简化为刚性球体。[5]本文采用离散单元法软件EDEM模拟不同进料量下根据Hertz接触理论，法向接触力为：颗粒在混料机中的混合情况，通过对混合后不同类型的两种颗粒的接触数和混合质量分数分析来评价[6

7、]混料机的混料效果。根据Mindlin接触理论，切向接触力为：1离散单元法式中：、分别为颗粒所受外力的法向和切向1.1离散单元法概述力；为颗粒i、j的半径；为两者的等效弹离散单元法EDEM基本理论是把研究对象划分性模量；为两者的等效剪切模量；为法向叠为相互独立的单元，其基本原理主要有两个方面：一合量；为法向叠合量。是根据接触理论判断颗粒接触，采用接触模型即2EDEM数值模拟力-位移关系用于单元接触力的计算，从而计算颗粒所受到的合力；二是根据牛顿第二定律确定颗粒2.1混料机几何模型建立-15-2016年第3期设计研究杨勇，等：

8、混料机混料效果的离散模拟混料机为容器固定式混合设备，呈立式安装，混料机模型经过简化后使用三维设计软件Solidwork建模，几何模型见图1。2.2数值模拟2.2.1颗粒模型参数设置结合水泥工业现场实际情况，仿真原料使用工况1工况2工况3水泥熟料和矿渣粉，两者图2三种工况颗粒运动状态图的进料