散裝物料流動的數(shù)學(xué)模型與動力學(xué)特性研究.pdf

1、緩沖倉是精確快速智能裝車系統(tǒng)的重要組成部分。開展對煤在緩沖倉內(nèi)流動狀態(tài)進行的深入研究，對控制裝車精度、提高裝車效率都具有重要意義。針對散裝物料流動的特殊性，本文采用了基于離散單元法開發(fā)的軟件顆粒流程序(PFC3D)，從微觀角度對緩沖倉內(nèi)裝卸料全過程，分析了物料流動狀態(tài)和卸料過程中物料速度場、力場變化情況，模擬和分析了顆粒內(nèi)摩擦系數(shù)、顆粒與倉壁間摩擦系數(shù)、顆粒粒徑以及圓錐傾角對卸料流量的影響。
　　通過三軸試驗和落球試驗，對模型所需

2、的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與材料宏觀力學(xué)參數(shù)進行了標(biāo)定研究，確定的微觀參數(shù)建立的微觀模型能更好的反映期望的宏觀物理力學(xué)行為。
　　利用顆粒流程序(PFC3D)建立了緩沖倉內(nèi)物料流動的離散元微觀模型，得到了卸料過程中顆粒的流動狀態(tài)、速度場以及力場的變化規(guī)律。研究表明，緩沖倉內(nèi)物料的流動屬于整體流，能夠保證卸料的連續(xù)進行。同一水平面上的顆粒呈現(xiàn)了不均勻的沉降，靠近軸線顆粒流動速度較快。在卸料口附近形成了動態(tài)變化的壓力拱，整個卸料過程就是壓力拱不斷

3、形成和破壞的過程。
　　在卸料過程中，卸料質(zhì)量與時間基本呈線性關(guān)系。在打開閘門時，卸料流量有個短時的加速期，然后是基本圍繞某一恒定值上下波動的穩(wěn)定期。該恒定值即為表示卸料質(zhì)量與時間線性關(guān)系直線的斜率。同時給出了卸料各個階段，卸料流量的計算公式。
　　通過數(shù)值模擬，分析了顆粒流動的影響因素。研究發(fā)現(xiàn)，卸料流量隨著顆粒內(nèi)摩擦系數(shù)、倉壁摩擦系數(shù)的增大而減小;當(dāng)顆粒粒徑均一時，粒徑越大，卸料流量越小;當(dāng)顆粒粒徑呈一定分布寬度時，粒徑