回轉(zhuǎn)筒中散料混合均勻性實(shí)驗(yàn)及離散元仿真研究.pdf

1、散體物料是由大量離散的顆粒組成的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，人們的日常生活中隨處可見，如糧食、藥片、食鹽、味精、沙子、石子等。散體物料的混合過程是應(yīng)用散體物料的一個(gè)重要操作單元，在工業(yè)生產(chǎn)操作中處于核心工段。研究散體物料混合，提高散體物料混合的效率以及物料混合后的均勻性等是研究者們一直關(guān)注的問題。以往，大多采用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行研究，而缺乏對(duì)物料顆粒微觀運(yùn)動(dòng)特性的了解，對(duì)物料的混合機(jī)理尚不十分清楚。隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值計(jì)算方法得到快速而廣

2、泛的應(yīng)用，其中基于離散顆粒介質(zhì)動(dòng)力學(xué)的離散單元法（Discrete Element Method，DEM）在不斷的發(fā)展和完善，在模擬這類散體顆粒運(yùn)動(dòng)特性方面的問題有著顯著的優(yōu)勢(shì)。本文以沙子和石子為研究載體，通過實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值仿真的方法對(duì)沙子和石頭在對(duì)在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)的混合情況進(jìn)行分析；研究了回轉(zhuǎn)速度、物料填充率、物料投放次序以及筒體結(jié)構(gòu)對(duì)物料混合均勻程度的影響，并研究了參數(shù)的優(yōu)化組合。具體內(nèi)容如下：
　?。?）介紹了散體物料以及其研究現(xiàn)

3、狀、散體物料混合過程研究的主要內(nèi)容及其研究方法；
　?。?）通過對(duì)沙子與石子進(jìn)行密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)、回彈實(shí)驗(yàn)以及直剪實(shí)驗(yàn)等，測(cè)定了密度、恢復(fù)系數(shù)、摩擦系數(shù)等參數(shù)；然后對(duì)其進(jìn)行 V型箱和 L型箱實(shí)驗(yàn)，觀察顆粒的流動(dòng)堆積過程；建立對(duì)應(yīng)的離散元仿真模型，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)和模擬仿真結(jié)果，校準(zhǔn)離散元模型中顆粒的接觸參數(shù)；
　?。?）設(shè)計(jì)了水平回轉(zhuǎn)筒物料混合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采用重復(fù)停機(jī)取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了多個(gè)運(yùn)動(dòng)工況，研究回轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、物料填充率、物料投放