顆粒物質(zhì)是指大量顆粒組成的離散體系,與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān),如糧食生產(chǎn)、礦物分選、醫(yī)療藥片和雪花砂石等,所以對(duì)顆粒物質(zhì)的研究具有極大的工程應(yīng)用價(jià)值。自從發(fā)現(xiàn)“巴西果分離”現(xiàn)象以來,廣大學(xué)者和工程師對(duì)顆粒分離的機(jī)理進(jìn)行了深入研究,但由于顆粒體系的復(fù)雜性,至今都沒有確切的解釋,只有多種機(jī)理的相互競(jìng)爭(zhēng),主要包括空隙填充和對(duì)流機(jī)理,還存在滲透、凝聚、熱擴(kuò)散、氣隙、慣性等,所以對(duì)顆粒物質(zhì)的研究也具有極大的學(xué)術(shù)價(jià)值。農(nóng)業(yè)中的糧食顆粒可視為特殊形狀的顆粒物質(zhì),谷物分離過程也可視為顆粒振動(dòng)分離過程,為了在V形槽中實(shí)現(xiàn)稻米和莖稈的分離并揭示其分離機(jī)理,首先通過Solid Works軟件建立V形槽幾何模型,并運(yùn)用EDEM軟件建立稻米和莖稈顆粒模型,然后對(duì)稻米和莖稈在水平振動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行模擬,得出二者分離機(jī)理,再然后對(duì)影響稻米和莖稈分離效果的參數(shù)進(jìn)行討論,包括V形槽形狀、V形槽振動(dòng)頻率（4～7 Hz）和振幅（10～25 mm）、V形槽初始傾角（-10°～15°）和激振方式（豎直振動(dòng)和擺振）,得出最適合于稻米和莖稈分離的參數(shù),最后進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn),檢驗(yàn)仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明:頻率為6 Hz,振幅為2... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

自然界中的顆粒物質(zhì)Fig.1.1Granularmattersinnature

1.緒論2圖1.2生產(chǎn)生活中的顆粒物質(zhì)Fig.1.2Granularmattersinproductionandlife“顆粒態(tài)”物質(zhì)的共性從根本上講，主要為三個(gè)方面：（1）顆粒體系是一個(gè)能量耗散的體系；（2）顆粒在接觸過程中的溫度變化較小，因此可以忽略顆粒在運(yùn)動(dòng)過程中的熱傳遞；（3）顆粒之間由于摩擦力而相互接觸和碰撞[25,26]。對(duì)于顆粒物質(zhì)的研究非常的廣泛，總結(jié)起來為：（1）顆粒物質(zhì)的靜力學(xué)，研究包括顆粒的靜態(tài)分布（力與力鏈）、堆積特性和顆粒成拱等；（2）顆粒物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)，主要是研究顆粒物質(zhì)受到外界激勵(lì)下的分離與混合現(xiàn)象；（3）顆粒物質(zhì)的流動(dòng)行為，包括對(duì)流、剪切流動(dòng)，特別是研究稀疏流、密集流、堵塞這三種顆粒流態(tài)的性質(zhì)[27,28]。對(duì)于顆粒物質(zhì)的研究，起源于1773年的法國，距今已有240多年的歷史，物理學(xué)家?guī)靷悾–oulomb）對(duì)土力學(xué)研究的過程中，提出了著名的固體摩擦定律。他對(duì)沙堆崩塌現(xiàn)象也進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)沙堆的堆積角大于某一特定數(shù)值之后，沙粒開始運(yùn)動(dòng)，沙堆出現(xiàn)崩塌。沙粒表面粗糙程度、粒徑分布都對(duì)沙堆休止角有影響，沙粒休止角一般為35度[29,30]。1831年，英國科學(xué)家法拉第（Faraday）在對(duì)裝有顆粒的圓柱形容器施加垂直振動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了顆粒在振動(dòng)過程中存在對(duì)流的現(xiàn)象：顆粒沿著容器壁下降，而在中間上升，隨著研究的進(jìn)一步深入，發(fā)現(xiàn)不同的振動(dòng)頻率導(dǎo)致最后的現(xiàn)象也會(huì)不同，振動(dòng)頻率較低時(shí)，產(chǎn)生了堆積現(xiàn)象，而頻率較高時(shí)，顆粒體系表面會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)和拱柱[31-33]。1885年，法國科學(xué)家雷諾（OsborneReynolds）發(fā)現(xiàn)了顆粒的擠壓膨脹現(xiàn)象，將顆粒緊密堆積在一起，在受到任何外力作用時(shí)，顆粒所占的體積都會(huì)變大[34]。二十世紀(jì)初，歐洲人在吃一種名為“穆茲利”的早餐時(shí)發(fā)現(xiàn)，混合在一起的燕麥片和巴西果等在晃動(dòng)之后從盒子倒出時(shí)，?

較騕35-37]。1925年，太沙基（Terzaghi）出版了Erdbaumechanik（土力學(xué)），標(biāo)志著顆粒有效力原理的正式提出，對(duì)顆粒物質(zhì)研究發(fā)展有重要意義[38]。1957年，Dantu開展了光彈實(shí)驗(yàn)，首次發(fā)現(xiàn)了顆粒內(nèi)部力的分布狀態(tài)的非均勻性，并指出顆粒之間存在強(qiáng)力鏈，且為樹狀結(jié)構(gòu)[39]。這些科學(xué)家的不斷探索讓人們逐漸對(duì)顆粒物質(zhì)有了較為深入的了解，也為顆粒物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)基矗1.1.2農(nóng)業(yè)與顆粒物質(zhì)我國自古就是農(nóng)業(yè)大國，中國先民很早就發(fā)現(xiàn)在顛、晃、搖之后可將糧食中的沙粒、谷皮等雜質(zhì)分離出來，使用的工具為簸箕，如圖1.3所示，最早的文獻(xiàn)記載可追溯到北魏時(shí)期賈思勰《齊民要術(shù)·種槐柳楸梓梧柞》：“至秋，任為簸箕”。在1600年前南朝宋時(shí)期，《世說新語》中有這樣的記載：“簸之揚(yáng)之，糠秕在前”，說明了簸箕中顆粒的分離現(xiàn)象。簸箕在古代東亞的中國、朝鮮半島、日本列島、越南的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的被廣泛應(yīng)用，且沿用至今。千百年來，人們只知道簸箕可以用于谷物分離，但因簸箕運(yùn)動(dòng)為顛（豎直直線振動(dòng)）、搖（豎直圓周振動(dòng)）、晃（水平直線振動(dòng)）的振動(dòng)方式，且振動(dòng)時(shí)混合顆粒分離過程中包含著復(fù)雜力學(xué)行為，并伴隨著豐富的組織場(chǎng)及流場(chǎng)變化，因此關(guān)于簸箕振動(dòng)時(shí)混合顆粒分離理論研究大為滯后，對(duì)于簸箕的分離機(jī)制及顆粒運(yùn)動(dòng)的微觀分析鮮有人研究，理論研究的滯后，制約了振動(dòng)分離工藝及設(shè)備的發(fā)展[40-42]。圖1.3農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的簸箕Fig.1.3Dustpaninagriculturalproduction1884年，英國科學(xué)家Roberts在糧食儲(chǔ)藏過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)糧食堆積高度約大于底面直徑的兩倍之后，繼續(xù)向糧倉中添加糧食后，糧倉底面所受壓強(qiáng)不會(huì)繼續(xù)增加，將這一現(xiàn)象稱為“糧倉效應(yīng)”，如圖1.4所示[43,44]。1895年。德國工程師Janssen對(duì)糧倉效應(yīng)作出了解釋：顆粒之間存在相?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3461120