基于離散單元法的顆粒物料休止角仿真研究.pdf

1、顆粒物料在自然界和工程應用領域中極為普遍，休止角(repose angle)是顆粒物料的一種重要物理屬性，是表征轉筒類過程裝備內(nèi)物料狀態(tài)的重要特征量。國內(nèi)外學者對休止角進行了很多實驗研究，但在目前的研究成果中，實驗對象大部分為球形顆粒，而實際工業(yè)生產(chǎn)中的物料形狀主要為不規(guī)則顆粒，球形顆粒的運動規(guī)律是否能夠反映非球形顆粒的運動還有待于驗證。此外，實驗轉筒的尺寸普遍偏小，與實際生產(chǎn)所應用的轉筒尺寸有較大差別，是否能將小轉筒所得到結果上推到工

2、業(yè)尺度回轉簡裝備中還需要進一步研究。
　　針對以上問題，本文根據(jù)實驗室回轉筒設備以及圓柱體顆粒物料的實際尺寸，對不同轉速下(2.87rpm-17.23rpm)的顆粒物料運動過程進行DEM建模和仿真，在EDEMTM環(huán)境下完成了各模塊的參數(shù)設定。搭建了相應的回轉筒實驗平臺，來模擬轉筒型過程裝備中圓柱體顆粒物料的運動狀態(tài)，通過圖像采集裝置獲得物料運動的圖像信息。給出了基于圖像處理技術的顆粒物料動態(tài)休止角的檢測算法，并基于以上算法對物料狀

3、態(tài)圖像進行檢測，獲得不同操作參數(shù)下的顆粒物料休止角仿真實驗曲線以及物理實驗曲線。通過對物料狀態(tài)圖像、休止角動態(tài)變化曲線的對比，驗證了DEM仿真結果的正確性?；谒⒌木_DEM模型，對工業(yè)尺度回轉筒內(nèi)的顆粒系統(tǒng)進行了不同實驗條件下的仿真實驗。研究發(fā)現(xiàn)，轉簡直徑不變時，休止角隨著轉速的增加，由30.27±1.50度增長34.03±0.32度，有明顯的上升趨勢;轉速不變時，隨著轉簡直徑的增加休止角由37.23±2.49度下降到28.64±