基于离散元法的螺旋进料器物料流动特性分析

摘要：

针对附属于给定机型颗粒成型机上的螺旋进料器,对玉米秸秆粉料在进料器内的流动特性进行了模拟分析.利用离散元分析软件EDEM,创建了螺旋进料器部件的几何模型,并对玉米秸秆粉料颗粒接触模型和颗粒生成方法进行了研究,通过离散元模拟获得了现有工况下螺旋进料器工作时的粉料流动状态.采用HERTZ-MINDLIN无滑移接触模型,取重力加速度为9.81m·s-2,设置接触参数并生成了秸秆颗粒25000个进行仿真模拟.结果表明:在T=13.80~14.30s阶段为一典型的出料波动周期.出料过程中粉料呈浪涌流动状态的不连续脉动流;进一步分别针对颗粒密度、粒径大小、壁面摩擦因数、螺距、螺旋叶片内径参数进行了流态和速度的影响因素分析.颗粒密度分别取40,80,120kg·m-3时,出料所需时间分别为21.37,17.68,15.01s;粒径分别取为2,1.8,1.6mm时,出料所需时间分别为17.68,18.06,19.37s;壁面静摩擦因数分别取为0.58,0.48,0.38时,出料所需时间分别为17.68,16.03,15.84s;螺旋叶片内径分别取为50,60,70mm时,在整个模拟时长20s内出料的平均流量分别为16.73,12.61,8.96g·s-1.其中颗粒密度越大,粒径越大,则出料速度越快,但对粉料流态无明显影响;壁面摩擦因数越小、螺距越大、螺旋叶片内径越小,则出料口流速越快,流场分布越宽,落料范围越大,流态越剧烈.本研究可为适用于生物质颗粒成型机的螺旋进料器的设计和改进提供参考.

关键词：螺旋进料器、玉米秸秆粉料、离散元、流速、流动特性

所属期刊栏目：48

分类号：TH224(起重机械与运输机械)

资助基金：国家自然科学基金项目51405311

在线出版日期：2017-04-24（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：63-69