卧式圆盘搅拌磨机结构及工艺参数研究

发布时间：2017-09-17 01:38

  本文关键词：卧式圆盘搅拌磨机结构及工艺参数研究

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【摘要】：目前,超细粉体广泛应用于建材、化工、能源、冶金等行业,需求量日益增大,粒度要求也越来越高。超细粉体常用的制备手段是机械粉碎法,而机械粉碎法所需的设备当中,卧式搅拌磨机以其生产的产品粒度均匀、粒度小、磨机的能量利用率高等优势而得到广泛应用。卧式搅拌磨机内部研磨介质和物料数量多、运动复杂,国内外众多学者们一直致力于研究降低功耗的同时提高搅拌磨机粉磨性能。对此,本文基于离散单元法,以某卧式圆盘搅拌磨机实验机为研究对象,对不同的结构参数和工艺参数下的颗粒运动进行仿真模拟,分析不同参数对磨机粉磨效果的影响并对这些参数进行优化,以提高磨机的工作性能。研究了卧式搅拌磨机的粉磨机理,得出了在圆周方向上高速介质颗粒与较低速介质颗粒之间发生的碰撞摩擦是卧式搅拌磨机内物料被粉磨的主要原因。基于应力强度和应力次数理论确定了影响粉磨效果的主要结构参数和工艺参数。选取了结构参数中的圆盘与筒壁的间隙、圆盘间距和工艺参数中的介质球填充率、搅拌器转速作为研究对象,运用控制变量法研究了不同取值对磨机粉磨效果的影响。基于离散单元法,在EDEM软件中建立了卧式圆盘搅拌磨机的数值仿真模型,并进行了仿真模拟实验。根据仿真结果,通过观察对比不同参数下的速度云图得出了不同参数下筒体内介质球的运动规律。通过提取单次平均碰撞能、碰撞频率和磨机的消耗功率等数据,得到了不同参数下的单次平均碰撞能、碰撞频率和磨机消耗功率的曲线。综合考虑介质球平均碰撞能和磨机的能效比,得出了使磨机粉磨性能较好的最优结构参数和工艺参数。
【关键词】：卧式圆盘搅拌磨机 离散单元法 结构参数 工艺参数 粉磨效果
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 超细粉体技术10-11
• 1.1.2 超细粉碎设备及应用11-12
• 1.2 国内外发展研究现状12-15
• 1.2.1 搅拌磨机的特点及应用现状12-14
• 1.2.2 卧式搅拌磨机的研究现状14-15
• 1.3 课题的研究内容及意义15-17
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 研究意义16-17
• 第2章 物料粉碎理论及离散单元法17-33
• 2.1 物料粉碎模型17-18
• 2.2 物料粉碎理论18-24
• 2.2.1 粉碎能耗理论18-19
• 2.2.2 粉碎动力学理论19-20
• 2.2.3 粉碎速率理论20-21
• 2.2.4 晶体破碎与变形21-23
• 2.2.5 裂纹及其扩展23-24
• 2.3 离散单元法24-31
• 2.3.1 离散单元法的基本原理24-28
• 2.3.2 接触模型28-31
• 2.3.3 迭代时间步长31
• 2.4 本章小结31-33
• 第3章 卧式搅拌磨机粉磨效果的影响因素33-41
• 3.1 卧式圆盘搅拌磨机的结构及特点33-34
• 3.2 卧式搅拌磨机的粉磨机理34-37
• 3.2.1 粉磨机理的确定34-35
• 3.2.2 应力强度和应力次数理论35-37
• 3.3 影响粉磨效果的关键参数37-39
• 3.4 最优参数的选定原则39
• 3.5 本章小结39-41
• 第4章 基于离散单元法的数值仿真41-48
• 4.1 仿真模拟方案的设计41-42
• 4.2 EDEM仿真参数的确定42-46
• 4.2.1 卧式圆盘搅拌磨机仿真模型的确定43-44
• 4.2.2 全局变量属性的设定44-46
• 4.3 提取的仿真数据的确定46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 仿真结果分析48-64
• 5.1 仿真数据的提取和处理48-49
• 5.2 结构参数对粉磨性能影响的分析49-53
• 5.2.1 搅拌圆盘与筒壁的间隙对粉磨性能的影响49-51
• 5.2.2 搅拌圆盘间距对粉磨性能的影响51-53
• 5.3 工艺参数对粉磨性能影响的分析53-58
• 5.3.1 介质球填充率对粉磨性能的影响53-55
• 5.3.2 转速对粉磨性能的影响55-58
• 5.4 介质球运动特性分析58-63
• 5.4.1 介质运动状态分析58-60
• 5.4.2 介质受力状态分析60-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果70-71
• 致谢71

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本文编号：866545