針對顆粒在回轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)混合這一共性問題,建立了顆粒運動的離散元模型及"顆粒接觸數(shù)"標(biāo)定法,從混合形態(tài)、混合指數(shù)、直刮板結(jié)構(gòu)幾個方面研究了物料的混合特性。結(jié)果表明:顆粒A-A或B-B接觸數(shù)隨時間逐漸減小,變化規(guī)律類似于衰減震蕩曲線,A-B接觸數(shù)隨時間逐漸增大,變化規(guī)律類似于指數(shù)函數(shù)形式;直刮板增混作用明顯,存在最優(yōu)的刮板高度和數(shù)量,在滾筒轉(zhuǎn)速為15 r/min、顆粒粒徑為3 mm、填充率為33%條件下,10塊高度比為0.6的直刮板對混合促進(jìn)效果最大,比無刮板時混合速率系數(shù)增大約24%。
【部分圖文】：

物料在回轉(zhuǎn)窯橫截面內(nèi)的混合形態(tài)如圖1所示,筒體轉(zhuǎn)速ω=15 r/min,填充率f=33%,物料運動符合滾落模式。在初始階段,2種顆粒個數(shù)相同,呈對稱分布(t=0 s)。最初一段時間,在摩擦力作用下2種顆粒貼壁運動;隨著左側(cè)顆粒群率先運動至物料斜面頂端,由于顆粒間的摩擦力無法克服重力沿剪切面的分量而向下滾落,物料在活動層首先進(jìn)行混合,活動層2種顆粒的分界線逐漸拉長,平流層顆粒間仍無相對運動(t=1 s);隨著滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動,平流層顆粒逐漸進(jìn)入活動層參與混合,2種顆粒的分界線不斷拉長并逐漸模糊(t=5 s);之后,顆粒反復(fù)在平流層與活動層中循環(huán),最終達(dá)到充分混合狀態(tài)(t=15 s);增加刮板后,顆粒運動情況被改變,處于左上端的部分顆粒仍沿斜面滾落,另一部分顆粒則被刮板提升至更高高度并拋落,物料周期性被揚起-拋落的過程會對物料混合產(chǎn)生重要影響。3.2 接觸數(shù)和混合指數(shù)

顆粒A和B為同一物料,均為1 800個,物料接觸數(shù)隨時間的變化如圖2所示。由圖2可知:初始時刻,接觸只發(fā)生在顆粒A或B的內(nèi)部,A和B只有交界處產(chǎn)生了接觸,此時沒有混合發(fā)生;伴隨著滾筒周期性旋轉(zhuǎn),顆粒也逐漸發(fā)生了混合,A-A或B-B接觸數(shù)逐漸減小,變化規(guī)律類似于衰減震蕩曲線,最終接觸數(shù)在1 200左右波動;隨著A-B接觸數(shù)逐漸增大,變化規(guī)律類似于指數(shù)函數(shù)形式,最終接觸數(shù)在2 400左右波動;當(dāng)A-B接觸數(shù)達(dá)到最大狀態(tài)時,可以判定物料達(dá)成了充分混合,無刮板時,物料約10 s左右達(dá)到充分混合,有刮板時,充分混合時間約為8 s,這也說明了刮板對物料混合的促進(jìn)作用;有刮板時,A-B接觸數(shù)穩(wěn)定后波動的振幅要比無刮板條件下的大,這是刮板周期性的揚料效果導(dǎo)致。根據(jù)混合指數(shù)公式(3)計算,物料混合指數(shù)M隨滾筒旋轉(zhuǎn)不斷增大,達(dá)到一定數(shù)值后逐漸穩(wěn)定,穩(wěn)定值為0.5,此后在該數(shù)值附近以一定振幅小范圍波動。物料混合指數(shù)M隨時間的變化趨勢與指數(shù)函數(shù)較為類似,使用Matlab中的數(shù)據(jù)擬合工具箱(Curve Fitting)進(jìn)行最小二乘法擬合。初始時刻(t=1 s),A-B間不發(fā)生混合,M=0;無窮大時刻(t=∞),A-B間充分混合,M=0.5。由邊界條件自定義擬合函數(shù)(Custom Equation)如下:

當(dāng)物料填充率為33%,轉(zhuǎn)速為15 r/min,料床深140 mm,揚料板高度比分別取0.5,0.6,0.7,0.8和0.9時,物料混合指數(shù)M隨時間的變化如圖3所示。將該組曲線按公式(5)擬合,確定系數(shù)分別為0.936,0.959,0.956,0.961,0.950和0.959,擬合優(yōu)度較好,無揚料板存在時,混合速率系數(shù)為0.174,擬合后的混合速率系數(shù)隨高度比的變化如圖4所示。由圖4可知:隨著揚料板高度增大,混合速率系數(shù)逐漸變大,在δ=0.6時達(dá)到最大(0.192);此后進(jìn)一步增大揚料板高度,混合速率系數(shù)逐漸變小, δ=0.9時混合效果比無刮板時更差。這說明刮板過小時對混合影響微弱,過大時甚至阻礙混合,存在1個最優(yōu)的刮板高度,在該條件下混合效率比無刮板時提升約10%。圖4 高度比δ對混合速率系數(shù)的影響
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 余汪洋;刮板鏈條的選擇與使用(Ⅱ)[J];礦山機械;2001年09期

2 楊正中;;埋刮板輸送機刮板鏈條及其選用[J];糧食流通技術(shù);2009年01期

3 孟廣潤;;混砂機邊刮板曲線的形式[J];山東工學(xué)院學(xué)報;1980年02期

4 余汪洋;如何改進(jìn)刮板鏈條結(jié)構(gòu)并減輕自重[J];起重運輸機械;1983年02期

5 葛升平，安茂亮，王昌，劉彤安;40T輸送機新型刮板的研究[J];煤礦機械;1995年02期

6 楊正中;;保證埋刮板輸送鏈條可靠運行的措施[J];糧食與食品工業(yè);2008年03期

7 張起偉;葉阜;毛翼虎;王俊華;;圓形料場刮板取料機鏤空刮板的設(shè)計[J];起重運輸機械;2019年10期

8 袁愛軍;;埋刮板鏈?zhǔn)捷斔蜋C的結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J];硅谷;2014年24期

9 許兆棠;殷加良;張恒;曹進(jìn)華;姚志強;;伸縮刮板袋裝物料大傾角板式輸送機的設(shè)計[J];飼料工業(yè);2010年07期

10 楊富強;新型鏈?zhǔn)焦伟遢斣鼨C[J];起重運輸機械;1991年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 陶媛;圓形料場中門式雙刮板堆取料機控制系統(tǒng)設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2015年

2 李赫;某門式刮板取料機金屬結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2011年

3 劉紅衛(wèi);大跨距半門式刮板取料機方案設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析[D];大連理工大學(xué);2017年

4 郭天綱;橋式刮板取料機結(jié)構(gòu)分析及料耙研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2007年

5 閆志民;長遠(yuǎn)距超重型刮板轉(zhuǎn)載機設(shè)計與研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2006年

本文編號：2881938