【摘要】：篩分潮濕細粒煤炭散體物料時,顆粒粒度較小同時受到所含水分的黏附作用,導致潮濕細粒煤黏附在一起形成聚團,或是黏附在篩板上堵塞篩孔,降低了篩分效率。為了解決這些問題,經(jīng)過多年時間的科學研究,弛張篩成為潮濕細粒煤干法篩分最有效的分級設備,由于弛張篩采用柔性篩板替代了傳統(tǒng)篩分設備的剛性篩板,并通過篩板的弛張運動,使得篩面物料獲得很大的拋射強度,但是也造成篩板易疲勞老化等問題。目前對于濕煤聚團在弛張篩面上的運動行為解聚機理等研究發(fā)展較為緩慢,為了在保證篩分效率的同時降低拋射加速度提高篩板使用壽命,研究濕顆粒聚團在篩面上的碰撞解聚行為具有重要的現(xiàn)實意義。本文首先根據(jù)液橋理論,通過液橋幾何形貌計算了兩異徑顆粒間液橋體積、表面積與保證液橋穩(wěn)定的液橋極限距離等關(guān)鍵參數(shù),根據(jù)液橋體積計算了液橋在拉伸斷裂過程中的靜態(tài)與動態(tài)液橋力,進而得到了顆粒間液橋分離能量的力學計算方法。利用液橋表面積得到了顆粒間液橋分離能量的熱力學計算方法。通過離散元軟件建立了濕煤顆粒聚團模型,通過三維軟件建立了弛張篩原理模型,選擇適當?shù)暮Y板運動參數(shù),采用多體動力學軟件建立了柔性篩板模型,通過離散元-多體動力學聯(lián)合仿真模擬了濕顆粒聚團與柔性篩板的碰撞解聚過程。分析了濕顆粒聚團與篩板的碰撞解聚行為。并且分析了碰撞過程中,碰撞速度,碰撞角速度,與篩板接觸角度等初始條件對聚團解聚程度的影響以及聚團粘結(jié)強度與解聚能量消耗的關(guān)系。最后分析了濕煤聚團的解聚透篩行為。仿真結(jié)果表明:(1)粘結(jié)的破壞區(qū)域首先發(fā)生在聚團與篩面的接觸區(qū),隨后由下而上,由中心向四周擴散。在碰撞速度較小的情況下,由于聚團頂部小顆粒距離碰撞區(qū)較遠,往往不能充分解聚,而形成二級聚團。(2)碰撞后聚團的解聚程度隨著碰撞速度的增大而增大。聚團的解聚程度隨著篩板傾斜角度的增大而減小。增大聚團的旋轉(zhuǎn)速度有助于聚團的碰撞解聚。(3)濕煤聚團的透篩效率在碰撞瞬間達到最大,碰撞完成后,聚團顆粒的透篩主要依靠篩板的弛張運動。最后利用弛張篩原理樣機試驗臺,采用高速攝像機拍攝了潮濕細粒煤顆粒聚團的碰撞解聚行為,實驗結(jié)果與仿真中聚團的碰撞解聚模式表現(xiàn)出了很好的一致性。文中構(gòu)建的潮濕細粒煤聚團離散元模型能夠較好的反映濕煤聚團碰撞解聚時的真實情況。最后對通過液橋粘結(jié)的顆粒在篩板激勵作用下的液橋分離能量進行實驗分析。將實驗測得的分離能量與理論計算結(jié)果進行對比。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TD452

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