發(fā)布時(shí)間：2017-09-02 17:39

  本文關(guān)鍵詞：立式螺旋攪拌磨機(jī)粉磨過程數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 立式螺旋攪拌磨機(jī) 研磨機(jī)理 離散元 流體力學(xué) 有限元

【摘要】：本文結(jié)合國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“大型露天礦采礦技術(shù)與裝備”(No.2012AA062002),對(duì)立式螺旋攪拌磨機(jī)研磨機(jī)理及粉磨過程進(jìn)行了研究。分析了立式螺旋攪拌磨機(jī)的工作原理,研究了磨礦性能指標(biāo)和工藝參數(shù),推導(dǎo)出功率計(jì)算公式;分別利用離散元和流體力學(xué)方法建立模型對(duì)粉磨過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,最后利用離散元與有限元耦合的方法研究了攪拌器在工作中的應(yīng)力應(yīng)變,分析并優(yōu)化了其結(jié)構(gòu)。論文通過查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),介紹了立式螺旋攪拌磨機(jī)的研究背景和意義,綜述了國(guó)內(nèi)外應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。分析并總結(jié)了國(guó)內(nèi)外攪拌磨機(jī)的破碎理論、研究方法和研究結(jié)果,分析了粉磨機(jī)理并對(duì)三種主要破碎方式進(jìn)行理論分析。研究了介質(zhì)應(yīng)力強(qiáng)度、顆粒碰撞次數(shù)等磨礦性能指標(biāo)。討論了結(jié)構(gòu)及特征參數(shù)對(duì)磨礦效果的影響,推導(dǎo)出磨機(jī)的功率。利用離散元方法,建立了立式螺旋攪拌磨機(jī)仿真模型,分析了啟動(dòng)力矩和功率,研究了介質(zhì)球在磨機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)軌跡、速度分布和碰撞能量譜,提取了攪拌器壓力分布、能量損耗和磨損云圖,得到了有效研磨區(qū)域。針對(duì)磨機(jī)轉(zhuǎn)速、攪拌器導(dǎo)程和顆粒尺寸分布分別研究其對(duì)粉磨效果的影響,最后提出綜合磨礦指標(biāo),利用正交試驗(yàn)分析各因素對(duì)磨礦效果的影響,得到了在特定權(quán)重系數(shù)下的最優(yōu)磨礦組合。利用流體力學(xué)的方法提出單相牛頓流體假設(shè)并建立仿真模型,在湍流流場(chǎng)下對(duì)磨機(jī)進(jìn)行了分析。分析了流體的流動(dòng)情況、速度等值線,研究了湍流強(qiáng)度和湍動(dòng)能,得到的有效研磨區(qū)域與離散元的結(jié)果一致,說明了兩種研究方法的可行性。針對(duì)磨機(jī)轉(zhuǎn)速、攪拌器導(dǎo)程和流體粘度三個(gè)變量,分別研究各個(gè)因素對(duì)破碎效果的影響,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和粘度對(duì)流體運(yùn)動(dòng)影響較大�；贓DEM-Workbench耦合方法對(duì)工作中的攪拌器進(jìn)行受力分析,研究得出攪拌器在工作中由于一端支撐導(dǎo)致上端應(yīng)力較大、下端應(yīng)變較大,容易產(chǎn)生偏擺現(xiàn)象,影響磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和效率,提出了增大攪拌軸上端直徑的方法,結(jié)果驗(yàn)證能夠改善攪拌器偏擺現(xiàn)象,對(duì)提高磨機(jī)的綜合性能具有重要意義。本文通過對(duì)立式螺旋攪拌磨機(jī)粉磨過程分別進(jìn)行離散元和流體力學(xué)仿真分析,闡述了研磨機(jī)理,得到了工藝參數(shù)對(duì)磨礦效果的影響,基于離散元與有限元耦合對(duì)關(guān)鍵部件攪拌器進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),提高了磨機(jī)的綜合性能,為立式螺旋攪拌磨機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：立式螺旋攪拌磨機(jī) 研磨機(jī)理 離散元 流體力學(xué) 有限元
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD453
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 主要符號(hào)說明10-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 立式螺旋攪拌磨機(jī)發(fā)展歷史及應(yīng)用現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 立式螺旋攪拌磨機(jī)發(fā)展歷史14-15
• 1.2.2 立式螺旋攪拌磨機(jī)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀15-18
• 1.3 立式螺旋攪拌磨機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3.1 結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)18
• 1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 文章主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第2章 立式螺旋攪拌磨機(jī)粉磨機(jī)理及關(guān)鍵參數(shù)分析23-37
• 2.1 工作原理分析23-24
• 2.2 立式螺旋攪拌磨機(jī)粉磨機(jī)理分析24-29
• 2.2.1 三大粉碎理論24-26
• 2.2.2 介質(zhì)應(yīng)力強(qiáng)度26-28
• 2.2.3 顆粒碰撞次數(shù)28-29
• 2.2.4 粉碎能29
• 2.2.5 研磨介質(zhì)和設(shè)備磨損29
• 2.3 結(jié)構(gòu)及特征參數(shù)分析29-32
• 2.3.1 螺旋直徑29-30
• 2.3.2 螺旋導(dǎo)程與升角30
• 2.3.3 磨機(jī)轉(zhuǎn)速30-31
• 2.3.4 介質(zhì)球?qū)傩院统叽?/span>31-32
• 2.3.5 滯留時(shí)間32
• 2.4 功率分析32-36
• 2.4.1 功率計(jì)算研究現(xiàn)狀32-33
• 2.4.2 功率推導(dǎo)33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 基于EDEM塔磨機(jī)粉磨過程數(shù)值模擬研究37-59
• 3.1 離散元仿真模型建立37-38
• 3.1.1 三維模型建立37-38
• 3.1.2 物理屬性設(shè)置和工作參數(shù)選取38
• 3.2 粉磨過程仿真分析38-47
• 3.2.1 顆粒路徑分析38-40
• 3.2.2 顆粒速度分析40-42
• 3.2.3 啟動(dòng)功率分析42-43
• 3.2.4 碰撞能量譜43-44
• 3.2.5 壓力分布分析44-45
• 3.2.6 能量吸收及磨損45-47
• 3.3 不同參數(shù)對(duì)粉磨過程影響仿真分析47-54
• 3.3.1 磨機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)磨礦性能影響研究47-50
• 3.3.2 顆粒尺寸分布對(duì)磨礦性能影響研究50-52
• 3.3.3 攪拌器導(dǎo)程對(duì)磨礦性能影響研究52-54
• 3.4 不同工況下磨礦性能正交試驗(yàn)分析54-58
• 3.4.1 試驗(yàn)指標(biāo)54
• 3.4.2 試驗(yàn)因素及水平54-55
• 3.4.3 試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果55-56
• 3.4.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析56-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第4章 立式螺旋攪拌磨機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬研究59-77
• 4.1 流場(chǎng)數(shù)值模型建立59
• 4.2 流體流動(dòng)狀態(tài)確定59-60
• 4.3 物理模型求解方法和參數(shù)設(shè)置60-61
• 4.4 立式螺旋攪拌磨機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)分析61-67
• 4.4.1 流體運(yùn)動(dòng)分析61-64
• 4.4.2 粘性耗散率、剪切率64-67
• 4.5 立式螺旋攪拌磨機(jī)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析67-76
• 4.5.1 轉(zhuǎn)速分析67-70
• 4.5.2 導(dǎo)程分析70-73
• 4.5.3 粘度分析73-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第5章 基于EDEM-Workbench耦合螺旋攪拌器結(jié)構(gòu)優(yōu)化77-83
• 5.1 EDEM-Workbench耦合介紹77
• 5.2 EDEM-Workbench耦合建模過程77-79
• 5.3 加載和建立約束79-81
• 5.4 分析求解81-82
• 5.4.1 應(yīng)力分析81
• 5.4.2 應(yīng)變分析81-82
• 5.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第6章 結(jié)論與展望83-85
• 6.1 總結(jié)83
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)83-84
• 6.3 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果91-93
• 致謝93

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 肖正明;王鑫;伍星;龍穩(wěn);;塔磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化匹配的仿真分析與試驗(yàn)研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2016年04期

2 何建成;盧世杰;周宏喜;袁樹禮;孫小旭;;立式螺旋攪拌磨機(jī)磨礦機(jī)理研究——礦漿濃度及磨礦時(shí)間的影響[J];有色金屬(選礦部分);2015年05期

3 黃開萬;龍穩(wěn);肖正明;;螺旋攪拌塔式磨的磨礦試驗(yàn)研究[J];礦山機(jī)械;2015年02期

4 李吉慶;;立式螺旋攪拌磨在銅礦再磨系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];礦山機(jī)械;2014年08期

5 李艷軍;李運(yùn)恒;王亞琴;劉杰;劉雁翎;;超細(xì)攪拌磨在選礦中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代礦業(yè);2014年07期

6 袁樹禮;盧世杰;何建成;周宏喜;孫小旭;;幾種典型攪拌磨機(jī)在金屬礦山的應(yīng)用進(jìn)展[J];礦山機(jī)械;2014年07期

7 姜迎春;黃虹;;塔式磨機(jī)在國(guó)內(nèi)礦山行業(yè)使用中的最新進(jìn)展[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年14期

8 何建成;盧世杰;周宏喜;袁樹禮;孫小旭;;基于ANSYS立磨機(jī)螺旋攪拌機(jī)構(gòu)的分析與優(yōu)化[J];有色金屬(選礦部分);2014年03期

9 周宏喜;盧世杰;何建成;;立磨機(jī)磨礦機(jī)理研究[J];中國(guó)礦業(yè);2014年05期

10 盧世杰;孫小旭;;大型立式螺旋攪拌磨機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀[J];銅業(yè)工程;2014年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 張國(guó)旺;李自強(qiáng);趙湘;肖守孝;黃禮龍;;大型立式螺旋攪拌磨礦機(jī)的研制及其應(yīng)用[A];2009年金屬礦產(chǎn)資源高效選冶加工利用和節(jié)能減排技術(shù)及設(shè)備學(xué)術(shù)研討與技術(shù)成果推廣交流暨設(shè)備展示會(huì)論文集[C];2009年

2 張國(guó)旺;趙湘;李自強(qiáng);肖守孝;;超細(xì)攪拌球磨機(jī)的研制及其在金屬礦山的應(yīng)用[A];第八屆全國(guó)顆粒制備與處理學(xué)術(shù)和應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2007年

3 丁浩;;濕式攪拌磨超細(xì)研磨工藝影響因素的系統(tǒng)研究(Ⅱ)——設(shè)備工作方式的影響[A];全國(guó)非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

4 丁浩;;濕式攪拌磨超細(xì)研磨工藝影響因素的系統(tǒng)研究(Ⅰ)——物料行為的影響[A];全國(guó)非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 小強(qiáng);;國(guó)外超細(xì)攪拌磨發(fā)展?fàn)顩r[N];廣東建設(shè)報(bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張國(guó)旺;超細(xì)攪拌磨機(jī)的流場(chǎng)模擬和應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 李慧娟;基于扇形盤螺旋式攪拌器的流場(chǎng)分析研究[D];中北大學(xué);2014年

2 王珊;攪拌盤結(jié)構(gòu)型式對(duì)臥式超細(xì)攪拌磨磨礦效果的分析[D];昆明理工大學(xué);2014年

3 石立;基于Simulink立式螺旋攪拌磨機(jī)啟動(dòng)規(guī)律研究[D];長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司;2013年

4 張宏偉;介質(zhì)攪拌磨單相流流場(chǎng)CFD仿真模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究[D];華南理工大學(xué);2013年

5 袁東;轉(zhuǎn)速和填充率對(duì)立式攪拌磨粉碎效果影響研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

6 鄧榮根;基于離散元超細(xì)混合及粉碎的仿真[D];華東理工大學(xué);2013年

7 董方;塔式球磨機(jī)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)特征及關(guān)鍵參數(shù)研究[D];中南大學(xué);2011年

8 趙艷平;超細(xì)臥式攪拌磨的流場(chǎng)模擬及其粉碎機(jī)理研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

9 張志強(qiáng);一種新型磨機(jī)粉磨性能的研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

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本文編號(hào)：779975