本文關(guān)鍵詞：平底倉槳葉取料過程分析與試驗研究

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【摘要】：螺旋排料機是一種廣泛應(yīng)用于糧食、化工、農(nóng)業(yè)、污泥處理、電力、水泥、食品、船舶、物流等行業(yè)的散料處理設(shè)備。隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴大,為了適應(yīng)更多的物料處理要求,螺旋主軸的形式也越來越復(fù)雜,其中,槳葉是一種特殊的形式。散體和粉體根據(jù)外界環(huán)境的變化會表現(xiàn)出介于固體和流體之間的性質(zhì),其與螺旋和槳葉葉片相互作用過程的運動規(guī)律極其復(fù)雜,目前,對于槳葉和螺旋輸送設(shè)備的取料機理認識還不夠清晰,許多廣泛應(yīng)用于工業(yè)中的槳葉和螺旋排料設(shè)備都處于經(jīng)驗設(shè)計階段,槳葉軸的修正質(zhì)量輸送率公式還有待進一步研究。螺旋排料機因其具有連續(xù)給料、成本低、易控制和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點已成為眾多行業(yè)中的基礎(chǔ)設(shè)備,因此,針對槳葉和螺旋軸的取料機理研究有著重要的意義。首先,在工程實際經(jīng)驗和公開發(fā)表文獻結(jié)果分析的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種階梯式變徑變距三開槽槳葉軸。此外,為了對比新型槳葉軸性能并對其他工業(yè)常用槳葉、螺旋軸的取料性能研究,設(shè)計了9根不同類型的主軸,分別為：等徑等距實體螺旋軸、槽口中心角度由20°-80°變化的槳葉軸、階梯式變徑變距實體螺旋軸、階梯式變徑變距變槽口槳葉軸、等徑等距等槽口槳葉-螺旋軸和等徑等距變槽口槳葉-螺旋軸。其次,采用離散元仿真與試驗相結(jié)合的方式對各軸的取料機理進行了研究,通過顆粒示蹤的方法直觀地觀察到了各軸在取料時平底倉內(nèi)的物料流動情況并通過搭建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了質(zhì)量輸送率、扭矩和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。通過對比各軸的仿真和試驗結(jié)果得到以下結(jié)論：等徑等距實體螺旋軸作為料倉取料機構(gòu)時會發(fā)生嚴重的單側(cè)下料和喉口擠壓現(xiàn)象；槳葉和螺旋主軸在下料段的尺寸設(shè)計越偏離“等量遞增”的原則,則倉內(nèi)排料性能越差,出料段的平均填充系數(shù)越高。階梯式變徑變距槳葉軸具有較好的取料特性,在要求不高且物料流動性較好的情況下采用等徑等距變槽口槳葉軸可降低成本；槳葉槽口的存在使得主軸除具有增強攪拌的作用外還具有一定的下料速率調(diào)節(jié)功能,但在輸送流動性極好的物料時要考慮自流現(xiàn)象的影響。通過對試驗數(shù)據(jù)的回歸分析得到了三開槽槳葉軸關(guān)于槽口中心角度的修正質(zhì)量輸送率計算公式,并通過某電站給粉機改造項目驗證了槳葉排料機的優(yōu)異性能和良好的發(fā)展前景。
【關(guān)鍵詞】：槳葉排料機 平底倉 取料機理 試驗研究 離散元 變徑變距槳葉
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH22
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號表10-11
• 螺旋代號表11-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 槳葉螺旋排料機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 傳統(tǒng)螺旋排料機及相關(guān)理論研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 變徑變距式螺旋排料機研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 螺旋排料機數(shù)值仿真領(lǐng)域研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 課題研究的內(nèi)容及方法20-21
• 2 平底倉槳葉排料機取料過程數(shù)值模擬21-75
• 2.1 離散元素法21-29
• 2.1.1 離散元素法概述21-22
• 2.1.2 離散元素法的基本原理22
• 2.1.3 離散元素法的接觸模型22-26
• 2.1.4 離散元素法的網(wǎng)格檢索原理26-27
• 2.1.5 離散元仿真軟件EDEM介紹27-29
• 2.2 離散元仿真參數(shù)標定29-34
• 2.2.1 通用離散元材料數(shù)據(jù)庫(GEMM)29-31
• 2.2.2 顆粒綜合特性測試31-32
• 2.2.3 離散元模擬虛擬試驗標定32-33
• 2.2.4 關(guān)于離散元仿真參數(shù)的討論33-34
• 2.3 平底倉槳葉排料機的取料過程離散元仿真34-47
• 2.3.1 仿真描述34-35
• 2.3.2 模型建立35-44
• 2.3.3 仿真參數(shù)設(shè)置44-47
• 2.4 離散元仿真結(jié)果分析與討論47-73
• 2.4.1 水平顆粒層示蹤分析47-55
• 2.4.2 垂直顆粒層示蹤分析55-61
• 2.4.3 平底倉底截面下料速率分布61-62
• 2.4.4 體積填充率分布62-64
• 2.4.5 質(zhì)量輸送率64-66
• 2.4.6 平均扭矩66
• 2.4.7 排料過程力鏈分布66-70
• 2.4.8 排料過程速度矢量云圖70-71
• 2.4.9 喉口段物料流動情況71-73
• 2.5 本章小結(jié)73-75
• 3 平底倉槳葉排料機取料過程試驗75-114
• 3.1 試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計75-84
• 3.1.1 總體設(shè)計75-76
• 3.1.2 槳葉-螺旋主軸76-78
• 3.1.3 傳動部78-80
• 3.1.4 機殼80-81
• 3.1.5 平底倉81-82
• 3.1.6 機架82-83
• 3.1.7 驅(qū)動端和非驅(qū)動端軸承座83-84
• 3.2 試驗原理及步驟84-89
• 3.2.1 試驗原理84-86
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)搭建86-88
• 3.2.3 試驗步驟88-89
• 3.3 試驗結(jié)果分析與討論89-112
• 3.3.1 顆粒水平示蹤分析89-96
• 3.3.2 質(zhì)量輸送率96-104
• 3.3.3 槳葉修正輸送率公式104-107
• 3.3.4 轉(zhuǎn)速107-108
• 3.3.5 瞬態(tài)扭矩108-111
• 3.3.6 平均扭矩111-112
• 3.4 本章小結(jié)112-114
• 4 平底倉槳葉排料機的工業(yè)應(yīng)用114-122
• 4.1 背景介紹114-115
• 4.2 方案設(shè)計115-119
• 4.2.1 初步方案116
• 4.2.2 中試試驗方案116-117
• 4.2.3 中試試驗后方案117-118
• 4.2.4 整體安裝方案118-119
• 4.3 電站實際運行結(jié)果分析與討論119-120
• 4.4 本章小結(jié)120-122
• 5 總結(jié)與展望122-125
• 5.1 結(jié)論122-123
• 5.2 創(chuàng)新點123-124
• 5.3 工作展望124-125
• 致謝125-126
• 參考文獻126-129

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本文編號：768298