基于離散元法的球磨機最優(yōu)化設計理論研究.pdf

1、物料的粉碎是很多工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，球磨機是物料粉磨階段的關鍵設備，廣泛用于礦山、化工、水泥、冶金、建材及火電等行業(yè)，耗能巨大且效率低下。由于球磨機研磨介質(zhì)和物料之間的作用機制相當復雜，使得傳統(tǒng)方法對球磨過程的研究存在諸多困難。隨著近年來計算機技術的發(fā)展，離散單元法成為研究球磨機磨礦機理的重要工具。
　　本文建立了基于超二次曲面非球形顆粒的四方程離散單元模型，分析了球磨機的磨礦機理，確立了顆粒破碎準則，形成了對球磨機進行參數(shù)優(yōu)化

2、的設計方法。研究內(nèi)容主要包括:
　　(1)運用基于超二次曲面非球形顆粒的離散單元模型對不同形狀的顆粒進行填充和滾筒內(nèi)運動的數(shù)值模擬，并進行了相應的實驗，數(shù)值模擬結果與實驗結果基本一致，證實了離散單元模型的準確性。
　　(2)分析球磨機磨礦過程，從能量的角度研究了顆粒的破碎機理，建立了顆粒破碎準則，形成了可區(qū)分碰撞過程中對物料破碎有無貢獻的有用功和無用功的方法，用來計算得到球磨機的工作效率和有用功率。
　　(3)對球磨機

3、進行了4因素（研磨介質(zhì)填充率、研磨介質(zhì)尺寸、球磨機轉(zhuǎn)速、物料含量）3水平的數(shù)值模擬正交試驗，運用極差法分析各組參數(shù)下的球磨機效率和有用功率，得到影響球磨機效率和出料量（有用功率）的主次因素和最優(yōu)參數(shù)，形成了基于離散元法的球磨機最優(yōu)化設計方法。
　　(4)針對球磨機溝流現(xiàn)象研究了圓柱形水平滾筒內(nèi)二元顆粒軸向分層現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了軸向分層的新模式，揭示了軸向分層的基本規(guī)律。
　　本文建立的離散單元模型能較準確地模擬研磨介質(zhì)和物料的相互