本文關(guān)鍵詞：基于多尺度顆粒模型的預(yù)磨機(jī)破碎能耗分析

  更多相關(guān)文章： 不規(guī)則礦石 立式預(yù)磨機(jī) 破碎能耗預(yù)測(cè) 多尺度顆粒模型 離散元法

【摘要】：預(yù)磨機(jī)是針對(duì)磨礦設(shè)備因入料粒度過(guò)大導(dǎo)致高耗低效而研制的一種新型設(shè)備。其通過(guò)沖擊、擠壓、研磨、剪切等方式實(shí)現(xiàn)礦石破碎,但其復(fù)雜的預(yù)磨機(jī)理導(dǎo)致其能耗預(yù)測(cè)一直成為研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)。而以“三大破碎學(xué)說(shuō)”為基礎(chǔ)的破碎能耗模型僅僅通過(guò)碎磨實(shí)驗(yàn)對(duì)能耗進(jìn)行簡(jiǎn)單、粗略的擬合計(jì)算,并未充分考慮礦石外觀形狀、力學(xué)特性以及載荷作用對(duì)破碎能耗的影響,所以不能全面預(yù)測(cè)預(yù)磨機(jī)的破碎能耗。論文采用理論分析、計(jì)算機(jī)模擬分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法主要完成以下工作:結(jié)合單顆粒破碎實(shí)驗(yàn)、3D掃描技術(shù)及離散元法,構(gòu)建了多尺度顆粒群破碎模型;利用已構(gòu)建的多尺度顆粒模型,通過(guò)響應(yīng)曲面法建立預(yù)磨機(jī)破碎能耗預(yù)測(cè)模型,其主要成果有:(1)以球狀、錐狀、柱狀及片狀為不規(guī)則礦石的四種典型外觀形狀,并利用3D掃描技術(shù)及逆向工程Geomagic studio軟件實(shí)現(xiàn)礦石形狀的三維逆向建模型;通過(guò)對(duì)三維模型處理以獲取其二維視圖的幾何尺寸參數(shù),并以扁平度、圓形度、實(shí)用球形度及球形度為指標(biāo),對(duì)不規(guī)則礦石的形狀進(jìn)行定量評(píng)定,統(tǒng)計(jì)學(xué)描述驗(yàn)證各評(píng)定指標(biāo)的敏感性,并確定球形度為顆粒外觀的最敏感評(píng)價(jià)因子。(2)利用改進(jìn)后的WDW-500試驗(yàn)機(jī)開展四類典型不規(guī)則礦石的擠壓破碎實(shí)驗(yàn),分析不同擠壓速度、礦石形狀對(duì)碎時(shí)應(yīng)力應(yīng)變的影響,并對(duì)破碎后的粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。分析結(jié)果表明:加載速度越大,礦石的峰值應(yīng)力越大、峰值應(yīng)變?cè)叫?礦石球形度越大,礦石的峰值應(yīng)力越小、峰值應(yīng)變?cè)酱?其碎后粒度也能更好地服從正態(tài)分布。(3)通過(guò)導(dǎo)入基于3D掃描的不規(guī)則礦石NURBS曲面幾何模型,并結(jié)合單顆粒擠壓破碎實(shí)驗(yàn)的礦石力學(xué)特性及碎后粒度分布函數(shù),采用離散元法BPM粘結(jié)模型完成礦石破碎模型的建立;并利用EDEM的API插件構(gòu)建多形狀幾何體、多粒度分布、多力學(xué)特性的多尺度顆粒群破碎模型,為深入研究各類礦石破碎研究提供新思路。(4)對(duì)預(yù)磨機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析,并基于已經(jīng)構(gòu)建的多尺度顆粒模型對(duì)預(yù)磨機(jī)的破碎能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)。以有效功率為能耗評(píng)價(jià)指標(biāo),以轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、填充率、料球比及礦石群球形度為回歸參數(shù),得到了能耗預(yù)測(cè)模型及最低能耗工作下的參數(shù)值。綜上所述,通過(guò)典型不規(guī)則礦樣的3D掃描,結(jié)合單顆粒擠壓破碎實(shí)驗(yàn),并采用離散元發(fā)構(gòu)建的多尺度顆粒模型,對(duì)預(yù)磨機(jī)的破碎能耗預(yù)測(cè)具有較強(qiáng)的實(shí)用性及可靠性,也可為其他破碎設(shè)備的節(jié)能降耗提供設(shè)計(jì)新思路。
【關(guān)鍵詞】：不規(guī)則礦石 立式預(yù)磨機(jī) 破碎能耗預(yù)測(cè) 多尺度顆粒模型 離散元法
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD453;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 礦物破碎基本理論11-14
• 1.2.2 預(yù)磨技術(shù)的發(fā)展14-16
• 1.2.3 離散元法的應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.3 離散元法的基本原理17-18
• 1.4 多尺度顆粒模型的構(gòu)建思路18-20
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 基于 3D掃描的不規(guī)則礦石建模及量化分析21-32
• 2.1 不規(guī)則礦石顆粒的樣本選取21-22
• 2.2 基于 3D掃描的礦石形狀逆向建模22-25
• 2.2.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集22-23
• 2.2.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理23
• 2.2.3 多邊形網(wǎng)格處理23-24
• 2.2.4 NURBS曲面生成24-25
• 2.3 不規(guī)則礦石的形狀測(cè)量25-29
• 2.3.1 二維視圖預(yù)處理25-26
• 2.3.2 幾何參數(shù)測(cè)量26-29
• 2.4 礦石形狀評(píng)定及統(tǒng)計(jì)學(xué)描述分析29-31
• 2.4.1 形狀參數(shù)評(píng)定29-30
• 2.4.2 評(píng)定參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)描述30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 單顆粒礦石擠壓破碎實(shí)驗(yàn)分析32-40
• 3.1 擠壓破碎試驗(yàn)系統(tǒng)的討論32-34
• 3.1.1 擠壓破碎試驗(yàn)臺(tái)的改進(jìn)32-33
• 3.1.2 破碎過(guò)程及接觸放置分析33-34
• 3.2 擠壓破碎實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)分析34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方案確立34-35
• 3.3 擠壓破碎實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析35-38
• 3.3.1 加載速度對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響35-36
• 3.3.2 幾何外觀對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響36-38
• 3.4 擠壓碎后粒度分布38-39
• 3.4.1 破碎后礦石粒度篩分38
• 3.4.2 粒度分布概率曲線分析38-39
• 3.4.3 粒度分布曲線高斯擬合39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 多尺度顆粒破碎模型的構(gòu)建40-54
• 4.1 不規(guī)則顆粒三維離散元建模40-42
• 4.1.1 單元體位置坐標(biāo)生成40-41
• 4.1.2 單顆粒礦石模型重構(gòu)41-42
• 4.2 礦石力學(xué)特性的實(shí)現(xiàn)42-46
• 4.2.1 礦石內(nèi)部力鏈的形成43-45
• 4.2.2 單元體斷裂判據(jù)45-46
• 4.3 顆粒模型參數(shù)的標(biāo)定46-50
• 4.3.1 材料本征參數(shù)46-47
• 4.3.2 材料接觸參數(shù)47
• 4.3.3 BPM模型參數(shù)47-50
• 4.4 多尺度顆粒群破碎模型的實(shí)現(xiàn)50-53
• 4.4.1 多粒度分布結(jié)合體生成50-51
• 4.4.2 多形狀幾何體構(gòu)建51-52
• 4.4.3 多力學(xué)特性參數(shù)代入52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于多尺度顆粒模型的預(yù)磨機(jī)破碎能耗預(yù)測(cè)54-67
• 5.1 預(yù)磨機(jī)結(jié)構(gòu)原理及破碎能耗方程54-58
• 5.1.1 預(yù)磨機(jī)結(jié)構(gòu)原理54-55
• 5.1.2 預(yù)磨機(jī)破碎能耗方程求解55-58
• 5.2 預(yù)磨機(jī)仿真模型的建立58-60
• 5.2.1 多尺度顆粒群破碎的實(shí)現(xiàn)58-59
• 5.2.2 預(yù)磨破碎的可視化分析59-60
• 5.3 能耗預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果60-63
• 5.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)及因素水平的選擇60-62
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果62-63
• 5.4 能耗預(yù)測(cè)模型的建立63-66
• 5.4.1 響應(yīng)模型選擇63-64
• 5.4.2 方差分析及優(yōu)化64-65
• 5.4.3 能耗預(yù)測(cè)模型的建立65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果73-74

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2 申俊;基于分形方法的振動(dòng)破碎實(shí)驗(yàn)研究[D];江西理工大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1015626