基于EDEM的振动筛筛分堵孔问题研究

发布时间：2017-08-21 10:29

  本文关键词：基于EDEM的振动筛筛分堵孔问题研究

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【摘要】：随着工业技术的发展,散体物料的筛分变得越来越重要,而振动筛的出现极大地促进了筛分技术的发展。振动筛的筛分过程本质上是一个分离的过程,即让颗粒与筛孔的尺寸进行比较,比筛孔小的颗粒可以透过筛孔,而筛孔大的颗粒无法透筛成为筛上物,最后由出料端排出。筛分过程中有一些与筛孔尺寸相近的颗粒没有排出而是埋进了筛孔里,造成堵孔,导致了筛分效率的降低。故如何有效的减少堵孔,提高振动筛的筛分效率是一个值得研究的问题。不少学者通过传统的筛分试验对其进行研究,由于影响堵孔的因素较多,传统的筛分试验要消耗大量时间及其他资源。随着计算机技术的发展,三维离散元法得到了众多专家学者的认可,被广泛应用于散体-机械系统作业过程的研究中。本文应用三维离散元法对筛分过程中的堵孔进行研究,主要内容包括:(1)建立了振动筛的筛分模型,对粒径为5mm的颗粒进行筛分模拟,确定了堵孔颗粒的粒径分布范围,选取粒径为5.1mm的颗粒进行单粒径分布的堵孔研究。(2)对不同形状颗粒透过不同孔型的堵孔情况进行模拟仿真研究,得到了相同大小的筛面时,球形颗粒与立方体颗粒通过长方形筛孔,锥形颗粒通过正方形筛孔时,堵孔最为严重。(3)研究了给料速率与堵孔的关系,模拟实验表明:在相同大小筛面上,给料速率小于9000个/s时,堵孔颗粒总数随着给料速率的增加而增大,而当给料速率大于9000个/s时,堵孔颗粒数增长缓慢,几乎没有多大变化,在此基础上建立了堵孔颗粒数与给料速率的回归模型。(4)研究了各振动参数(振幅、频率、振动方向角)和筛面参数(筛面倾角、筛丝直径)与堵孔率以及筛分效率的关系,通过筛分效率曲线与堵孔率曲线的对比,分析了各参数对两者的影响,为振动筛的改进设计提供了一定的依据。同时对物料群在筛面上的运动状态进行了分析,并建立了物料群的平均速率与振幅、频率、筛面倾角的回归模型。(5)采用响应曲面法建立了物料颗粒的筛分效率以及堵孔率的综合数学模型,得到了各参数对筛分效率以及堵孔率的影响大小。研究表明:振幅、频率、振动方向角、筛面倾角对振动筛筛分效率以及堵孔率影响显著,同时对交互作用影响显著的因素进行了响应曲面分析。最后以获得较大的筛分效率及较小的堵孔率为目标,对各参数进行了优选。
【关键词】：EDEM 振动筛 堵孔 筛分效率 响应曲面法
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH237.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 选题背景及研究意义11-12
• 1.1.1 选题的背景11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 振动筛国内外研究现状以及发展趋势12-14
• 1.2.1 振动筛国内外的研究现状12-13
• 1.2.2 振动筛的发展趋势13-14
• 1.3 堵孔的研究现状14-16
• 1.4 主要研究内容16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 离散单元法及振动筛分的基本理论17-27
• 2.1 离散单元法的基本理论17-20
• 2.1.1 离散单元法的基本原理17-18
• 2.1.2 颗粒模型的运动方程18-19
• 2.1.3 离散单元法的接触模型19-20
• 2.2 振动筛分的基本理论20-25
• 2.2.1 影响物料筛分的因素20-22
• 2.2.2 单颗粒透筛概率理论22-24
• 2.2.3 粒群透筛概率理论24-25
• 2.3 离散单元法在振动筛分中的应用25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 不同形状颗粒及给料速率对堵孔的影响27-38
• 3.1 模型的建立及堵孔粒径的确定27-29
• 3.1.1 模型建立27-28
• 3.1.2 堵孔颗粒粒径确定28-29
• 3.2 堵孔率的定义29-30
• 3.3 模型验证30
• 3.4 不同形状颗粒透过不同孔形时堵孔的研究30-35
• 3.4.1 模拟物料粒度的表示31
• 3.4.2 模拟物料形状的表示31-32
• 3.4.3 物料通过不同孔形的堵孔模拟32-35
• 3.5 给料速率对堵孔的影响35-37
• 3.6 本章小结37-38
• 第四章 物料在不同筛机参数下堵孔率的研究38-47
• 4.1 振动参数对堵孔率的影响38-42
• 4.1.1 振幅对堵孔率的影响38-40
• 4.1.2 频率对堵孔率的影响40-41
• 4.1.3 振动方向角对堵孔率的影响41-42
• 4.2 筛面参数对堵孔率的研究42-45
• 4.2.1 筛面倾角对堵孔率的影响43-44
• 4.2.2 筛丝直径对堵孔率的影响44-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第五章 不同筛机参数条件下筛分效率与堵孔率的分析47-55
• 5.1 筛分效率的定义47-48
• 5.2 不同振动参数条件下筛分效率与堵孔率的分析48-52
• 5.2.1 不同振幅条件下筛分效率与堵孔率的分析49-50
• 5.2.2 不同频率条件下筛分效率与堵孔率的分析50-51
• 5.2.3 不同方向角条件下筛分效率与堵孔率的分析51-52
• 5.3 不同的筛面参数条件下筛分效率与堵孔率的分析52-54
• 5.3.1 不同倾角条件下筛分效率与堵孔率的分析52-53
• 5.3.2 不同筛丝直径条件下筛分效率与堵孔率的分析53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章 各参数与筛分效率及堵孔率的关系模型研究55-71
• 6.1 响应曲面法试验设计55-57
• 6.1.1 响应曲面法的基本概念55
• 6.1.2 响应曲面方法的过程55-57
• 6.2 振动筛筛机参数与筛分效率的关系模型57-63
• 6.2.1 试验设计57-58
• 6.2.2 结果与分析58-63
• 6.3 振动筛筛机参数与堵孔率的关系模型63-69
• 6.3.1 试验设计63-64
• 6.3.2 结果及分析64-69
• 6.4 响应面优选结果69-70
• 6.5 本章小结70-71
• 第七章 总结及展望71-73
• 7.1 总结71-72
• 7.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 个人简历、在学期间发表的学术论文77-78

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本文编号：712370