螺旋加料裝置不連續(xù)定量加料仿真分析與試驗(yàn)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(yīng)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(zhǔn)確，生產(chǎn)效率低，且對(duì)環(huán)境污染大等問題。螺旋加料裝置具有定量控制簡(jiǎn)單、加料封閉環(huán)境污染小等特點(diǎn)，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(yàn)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(jìn)其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。
　　 本文以內(nèi)徑13mm、外徑38mm的水平螺旋加料裝置為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用動(dòng)力學(xué)分析、離

2、散單元和性能測(cè)試試驗(yàn)等方法，通過對(duì)其不連續(xù)定量加料性能理論分析、仿真分析與試驗(yàn)研究，分析其不連續(xù)加料快速性和穩(wěn)定性受裝置結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)影響情況，尋找加料量與旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)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(diǎn);通過對(duì)螺旋不連續(xù)加料過程適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和假設(shè)，以及顆粒流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)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(guān)系;對(duì)

3、影響加料性能的主要因素結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)分析，揭示螺旋加料裝置不連續(xù)定量加料機(jī)理，并提出了在出料段設(shè)置分料出料裝置來提高其定量加料穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
　　 其次，綜合運(yùn)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(shí)際和國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究設(shè)置仿真參數(shù)，通過編程實(shí)現(xiàn)不連續(xù)動(dòng)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(jié)構(gòu)變化對(duì)其加料性能的影響。仿真結(jié)果表明:(1)采用螺旋出料和空白出料時(shí)，隨著螺旋轉(zhuǎn)速的增大，顆粒的軸向運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)均增大，但其波動(dòng)也加劇;(2)過大或過小的螺距都將加劇顆粒運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性;(3)出料段加裝分料出料裝置時(shí)，裝置內(nèi)部顆粒的填充率相對(duì)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(zhǔn)確性得到明顯提高。
　　 最后，依據(jù)仿真結(jié)果試制了螺旋不連續(xù)定量加料試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)分析螺旋加料裝置的轉(zhuǎn)速