不同含水率蚯蚓粪颗粒物料流动性研究

摘要：

蚯蚓粪是有机固体废弃物经蚯蚓过腹处理后排出的特殊物料,由于含水率高达40％～60％的同时又能够保持散体细小颗粒的状态,导致流动性参数难以通过常规测试手段得到.为给蚯蚓粪收集、分离、运输等不同阶段机械化作业提供有效的运动摩擦参数,探究含水率变化对蚯蚓粪颗粒流动性参数的影响.研究通过堆积角试验与离散元仿真(Discrete element method,DEM)堆积角虚拟试验相结合的方法,从数值上量化分析了基于牛粪转化后不同含水率25％～65％蚯蚓粪物料的滚动摩擦参数与物料黏结能力.结果表明,显著影响蚯蚓粪堆积角的因素为蚯蚓粪-蚯蚓粪滚动摩擦系数,蚯蚓粪-不锈钢滚动摩擦系数,蚯蚓粪的JKR表面能(Johnson Kendall Roberts surface energy).随着含水率的增加,蚯蚓粪-蚯蚓粪的滚动摩擦系数由0.135下降至0.110,蚯蚓粪-不锈钢滚动摩擦系数由0.116下降至0.102,两者呈现小幅度下降,内摩擦角由45.81°降至26.10°,而JKR表面能由0.179 J/m2增加至0.345 J/m2,增幅显著.含水率低于50％时,随着含水率增加,物料滚动摩擦系数减小,内摩擦角减小,一定程度上有利于物料滚动流动;含水率超过50％时,由于表面能增高,内聚力增大,蚯蚓粪物料之间易发生物料黏结团聚,一定程度上又会阻碍蚯蚓粪的翻滚运动.

关键词：粪、含水率、蚯蚓粪、摩擦系数、流动性、黏结性能、离散元

所属期刊栏目：35

分类号：S216;S3;S89(农业动力、农村能源)

资助基金：中央高校基本业务科研经费2662016PY108;公益性行业农业专项201303091;湖北省自然科学基金2017CFB159

在线出版日期：2019-06-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：221-227