【摘要】：顆粒物質(zhì)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都很常見,尤其是在工業(yè)應(yīng)用中。不同回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)顆粒系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律和混合效率在生活和工業(yè)中具有重要地位,因此,研究不同回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)顆粒系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律和混合效率對現(xiàn)實(shí)有重要的指導(dǎo)意義。本文研究了在不同回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)單組元和多組元顆粒系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律和混合效率,主要分析了粒徑配比、填充率、轉(zhuǎn)速、偏心距和筒型的影響強(qiáng)弱順序和影響顯著性,主要結(jié)果如下:在圓形非偏心回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)以單組元顆粒系統(tǒng)為研究對象的實(shí)驗(yàn)中,填充率、轉(zhuǎn)速和粒徑配比對渦心都有影響。隨填充率的增加,渦心的位置不斷靠近滾筒的中心,填充率大于50%時,渦心的位置停留在滾筒的中心不在移動;無論哪種粒徑,動態(tài)休止角隨轉(zhuǎn)速遞增;隨著粒徑增大,填充率降低,渦心會逐漸移動到下滑面,進(jìn)而渦心逐漸消失。此外,在低轉(zhuǎn)速圓形滾筒中,填充率對多組元顆粒系統(tǒng)的動態(tài)休止角影響較小,轉(zhuǎn)速對動態(tài)休止角的影響較大。填充率較小時,渦心位置隨轉(zhuǎn)速的變化幅度較大,渦心位置較分散,隨著填充率的增加,渦心的分布范圍越來越小。滾筒中顆粒系統(tǒng)的上揚(yáng)高度隨轉(zhuǎn)速的增大而增大,在填充率在50%左右時,上揚(yáng)高度受轉(zhuǎn)速影響較大,而在顆粒下滑面遠(yuǎn)離滾筒中心時,上揚(yáng)高度受轉(zhuǎn)速影響較小。在影響多組元顆粒系統(tǒng)在偏心回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)混合程度的實(shí)驗(yàn)中分析了偏心距、轉(zhuǎn)速、填充率和粒徑配比在三個階段對顆粒混合程度的影響,結(jié)果表明,在顆�；旌锨捌�,轉(zhuǎn)速和填充率為主要因素,偏心距、粒徑分布和其他因素為次要因素;在顆�；旌现虚g階段,粒徑分布因素和轉(zhuǎn)速因素為主要影響因素,偏心距和填充率因素對顆粒混合較弱;在顆�；旌戏�(wěn)定階段,粒徑分布為主要因素,轉(zhuǎn)速因素為次要因素。在橢圓回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)顆粒系統(tǒng)的研究中,不同位置的動態(tài)休止角與顆粒系統(tǒng)所受合力有關(guān),橢圓筒的長軸與重力方向垂直時,動態(tài)休止角最小;長軸與重力和摩擦力的合力方向平行時,動態(tài)休止角最大;填充率對混合的影響非常顯著,筒型的影響一般顯著,轉(zhuǎn)速幾乎沒影響,填充率越小,橢圓形滾筒的長短軸比值越大,混合越好。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ051.71
【圖文】：

研究其對不同粘性顆粒系統(tǒng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，擋板明顯的提高了高粘性顆系統(tǒng)的徑向混合，且擋板長度是滾筒半徑 1/2 時，顆粒系統(tǒng)的混合效率最高；而與高粘顆粒相比，低粘性顆粒需要更短的擋板長度才能達(dá)到最高混合效率。Shi[48]分別通過實(shí)和數(shù)值模擬研究了顆粒密度、顆粒尺寸對顆粒系統(tǒng)分離現(xiàn)象的影響，表明：相比于在筒內(nèi)壁安裝抄板，在滾筒中心位置處設(shè)置內(nèi)構(gòu)件更能有效地破壞顆粒的自由表面流，消弱析作用，從而提高顆粒系統(tǒng)的整體混合程度。Yu[49]為了克服傳統(tǒng)滾筒內(nèi)顆粒系統(tǒng)在軸的不良混合，提出在滾筒內(nèi)壁交替布置擋板的優(yōu)化方法，發(fā)現(xiàn)這種交替布置的擋板比傳方式的擋板對顆粒系統(tǒng)軸向的增混作用更大，并且選擇適當(dāng)擋板尺寸和數(shù)量可以獲得最的混合效率。胡銀玉[50]利用先進(jìn)的無干擾流場測試手段，對比分析了斜葉槳攪拌反應(yīng)器的液相在中心和三種不同偏心率下的攪拌混合程度，發(fā)現(xiàn)偏心攪拌比中心攪拌更能達(dá)到合均勻。Gui[51]研究了顆粒在波紋形內(nèi)壁回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)的混合過程，發(fā)現(xiàn)顆粒在波紋筒壁回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)發(fā)生周期性的振蕩運(yùn)動，這種振蕩運(yùn)動提高了顆粒的混合，且在低轉(zhuǎn)速下的合效果優(yōu)于高轉(zhuǎn)速下。李少華[52]和閆明[53]又分別對比分析了圓形、橢圓形和方形內(nèi)壁回裝置內(nèi)顆粒的混合過程，如圖 1-1，結(jié)果表明混合器形狀差異對二元顆粒的混合穩(wěn)定性很大影響。

料是透明玻璃，實(shí)驗(yàn)物料為不銹鋼球，硬度 HRC≤28，粒徑分為 1mm、2mm、3mm、和 5mm。圖 2-2 為實(shí)驗(yàn)臺實(shí)物圖�；旌掀鞯恼胺郊苡蟹直媛蕿� 640*480 像素的高速機(jī)來捕捉顆粒的運(yùn)動。高速攝像機(jī)與電腦相連接，拍攝時增加曝光時間至 0.15s。實(shí)驗(yàn)為了增加顆粒與背景的反差，使得拍攝效果更容易辨別顆粒，用自動噴漆裝置將混合部噴成反差顏色。1234561—實(shí)驗(yàn)臺；2—調(diào)速儀；3—電機(jī)；4—回轉(zhuǎn)裝置；5—圖像采集設(shè)備；6—電腦圖 2-1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖

a) 理論模型 b) 示意圖圖 3-1 渦心和動態(tài)休止角示意圖回轉(zhuǎn)裝置中的運(yùn)動大致分為兩個區(qū)域：平流層和活動層，如圖 3中混合的過程中，平流層內(nèi)處于滾筒轉(zhuǎn)動中心的顆粒，相對于滾筒相對靜止，極大程度的影響顆粒的混合效率，因此，將此區(qū)域低轉(zhuǎn)速混合時，活動層上表面與水平面的夾角稱為“動態(tài)休止角的轉(zhuǎn)筒規(guī)律研究中，顆粒在滾筒中混合度的實(shí)驗(yàn)研究中，為了確得到高清晰度的實(shí)驗(yàn)照片，而本實(shí)驗(yàn)從多組元顆粒在轉(zhuǎn)筒的 β 和驗(yàn)用數(shù)碼相機(jī)記錄，選用較慢的快門速度跟蹤顆粒的運(yùn)動軌跡（地確定渦心位置，下滑線的角度和揚(yáng)角。由于 Fr 較低時，顆粒流流動，會出現(xiàn)間歇坍塌，并且在 Fr 過高時顆粒的自由表面會呈 S 況確定后，以保持顆粒的自由表面呈線性為前提測量 β。渦心位適的實(shí)驗(yàn)圖片，下滑線的上揚(yáng)高度以滾筒內(nèi)切圓的笛卡爾坐標(biāo)系單組元顆粒系統(tǒng)在圓形滾筒中渦心位置和 β 的變化規(guī)律，本實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)已知的研究規(guī)律可知，影響渦心位置變化和 β 變化的

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本文編號：2782903