基于离散元的翻抛机滚筒物料翻抛仿真分析与试验研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanxoceco2003
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翻抛机是一种有机肥堆肥发酵过程中的关键设备。目前,对翻抛机设计研究主要采用试验和经验方法,计算机辅助方法研究偏少;计算机仿真大多也仅是对翻抛机抛刀等进行排列方式和力学方面的分析,对翻抛机翻抛效果的分析研究较少。本文以特定型号无槽条垛式翻抛机为研究对象,采用离散元法对其翻抛效果进行研究,主要开展了以下工作:  1、介绍了条垛式堆肥翻抛机的工作机理,所研究滚筒的抛刀分布情况,以及对物料条垛翻抛的目的;研究了条垛式翻抛机抛刀的运动规律、工作的相关参数的初步确定,得到了翻抛机工作的基本条件,同时为后面的模拟仿真提供了对比依据。  2、试验测定有机肥物料发酵关键阶段的相关物理特性(含水率,密度),力学特性参数(摩擦系数,休止角),并合理建立含水率为50%的物料颗粒离散元接触力学模型,并在EDEM中仿真模拟物料单轴压缩试验,将模拟结果与实际试验研结果相比较验证其模型的正确性。  3、采用离散元法对翻抛机物料翻抛进行了研究,用EDEM离散元软件对物料颗粒在滚筒翻抛作用下的运动进行了模拟。为研究滚筒对物料颗粒的混合和表征不同颗粒的情况,建立了两种颗粒模型。建立了翻抛机几何模型和物料的物理模型,确定了相关仿真参数。用EDEM对翻抛机翻抛过程进行了仿真研究,对单个物料颗粒翻抛过程中的运动轨迹、速度、位移进行了研究,同时对整个堆垛截面颗粒的分布情况进行了研究。模拟发现:随着滚筒转速的增加,物料混合效果越来越好;但堆积角度随着滚筒转速的增加,逐渐变小。在设定仿真条件下,综合考虑,滚筒转速为350rpm时翻抛效果较好。当翻抛机前进速度增大时,物料混合效果变差;同时物料的堆积角度变小。在设定仿真条件下,综合考虑,前进速度为0.05m/s时翻抛效果较好。  4、对翻抛机进行了翻抛性能试验,通过对物料颗粒混合率,物料堆垛的堆积角度,物料的翻抛距离和物料颗粒的分布范围的试验分析,得出了翻抛机前进速度和滚筒转速对其翻抛效果的影响,并与EDEM仿真进行对比。试验结果表明,物料颗粒翻抛过程与仿真过程基本一致,相同前进速度下,物料混合率与仿真结果相近;相同滚筒转速条件下,堆积角度与仿真值相近;相同前进速度和滚筒转速下,物料翻抛距离、颗粒分布情况结果与仿真基本吻合,验证了EDEM仿真分析的准确性。
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