螺旋加料裝置不連續(xù)定量加料仿真分析與試驗研究.pdf

1、在大量粉粒物料定量配料和定量包裝生產(chǎn)中，不連續(xù)定量加料應用廣泛。但目前粉粒物料不連續(xù)定量存在加料成本高，定量不準確，生產(chǎn)效率低，且對環(huán)境污染大等問題。螺旋加料裝置具有定量控制簡單、加料封閉環(huán)境污染小等特點，因此，開展粉體顆粒螺旋加料裝置不連續(xù)定量加料仿真分析和試驗研究，將有助于提高粉體顆粒螺旋不連續(xù)定量加料性能，促進其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用。
　　 本文以內(nèi)徑13mm、外徑38mm的水平螺旋加料裝置為研究對象，綜合運用動力學分析、離

2、散單元和性能測試試驗等方法，通過對其不連續(xù)定量加料性能理論分析、仿真分析與試驗研究，分析其不連續(xù)加料快速性和穩(wěn)定性受裝置結構和運行參數(shù)影響情況，尋找加料量與旋轉(zhuǎn)角度之間的關系，建立加料量理論估算模型。具體工作內(nèi)容如下。
　　 首先，了解掌握螺旋加料理論，深入分析螺旋加料裝置的工作原理及特點;通過對螺旋不連續(xù)加料過程適當?shù)暮喕图僭O，以及顆粒流動的動力學分析，建立了不連續(xù)加料量理論估算模型，確立加料量與螺旋轉(zhuǎn)角之間的非線性關系;對

3、影響加料性能的主要因素結構參數(shù)和運行參數(shù)分析，揭示螺旋加料裝置不連續(xù)定量加料機理，并提出了在出料段設置分料出料裝置來提高其定量加料穩(wěn)定性和準確性。
　　 其次，綜合運用顆粒流程序軟件PFC3D與三維CAD軟件，建立螺旋加料裝置數(shù)值模擬幾何模型，并參照生產(chǎn)實際和國內(nèi)外相關研究設置仿真參數(shù)，通過編程實現(xiàn)不連續(xù)動態(tài)加料過程數(shù)值模擬;從螺旋不連續(xù)加料量、顆粒軸向速度、顆粒旋轉(zhuǎn)速度以及顆粒填充率四方面，分析螺旋加料裝置的螺距、旋轉(zhuǎn)速度和出

4、料段結構變化對其加料性能的影響。仿真結果表明:(1)采用螺旋出料和空白出料時，隨著螺旋轉(zhuǎn)速的增大，顆粒的軸向運動與旋轉(zhuǎn)運動均增大，但其波動也加劇;(2)過大或過小的螺距都將加劇顆粒運動的不穩(wěn)定性;(3)出料段加裝分料出料裝置時，裝置內(nèi)部顆粒的填充率相對其他情況更穩(wěn)定，且位于出料段的顆粒旋轉(zhuǎn)速度很小，螺旋不連續(xù)定量加料穩(wěn)定性與準確性得到明顯提高。
　　 最后，依據(jù)仿真結果試制了螺旋不連續(xù)定量加料試驗平臺。試驗分析螺旋加料裝置的轉(zhuǎn)速