柔性叶片螺旋输送机理及仿真研究

发布时间：2017-05-13 14:06

  本文关键词：柔性叶片螺旋输送机理及仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统螺旋输送器在输送轻质粉体颗粒物料时,会出现物料在管壁处积聚而导致“积屑瘤”的问题,对此本文提出一种柔性的离散状螺旋叶片,作为螺旋输送器的螺旋叶片,对轻质粉体颗粒物料进行输送。并以输送量大和功耗小为研究目标,通过理论分析、仿真和试验等手段,对柔性螺旋叶片的结构参数进行研究。 对轻质粉体颗粒物料的堆积角、内摩擦系数等进行了介绍,并对离散单元法的无滑动接触模型、黏结接触模型等接触模型进行了分析,结合轻质粉体颗粒物料的特点,选择了适合轻质粉体颗粒物料的接触模型。 基于颗粒物质力学、材料力学理论,对轻质粉体颗粒物料与螺旋叶片相互作用关系进行研究,揭示柔性螺旋叶片输送器的输送机理。通过建立散体物料与柔性叶片相互作用数学模型,得到影响螺旋输送器功耗及输送量变化规律的结构参数。 在颗粒物质力学软件EDEM中建立颗粒的仿真模型,导入不同结构参数的螺旋输送器模型,包括螺旋直径、螺旋升角、螺旋叶片间隙系数。在不同转速下,对柔性螺旋输送轻质粉体颗粒物料的过程进行仿真模拟,并对其结果进行分析,得到螺旋直径、螺旋升角、螺旋叶片间隙系数以及螺旋轴转速对输送量和功耗的影响。根据仿真结果可知,柔性螺旋输送器输送轻质粉体颗粒物料时,应根据轻质粉体颗粒物料的特性来制定螺旋输送器结构参数并配以相对应的转速,从而使螺旋输送器具有高的输送量和低的能源消耗。 通过试验对理论及仿真结果进行验证,对比同一转速下的转矩曲线可知,试验曲线的增长趋势与理论分析及仿真曲线一致。
【关键词】：螺旋输送器 轻质粉体颗粒物料 柔性螺旋叶片 EDEM仿真 试验
【学位授予单位】：哈尔滨商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH224
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题的来源及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-11
• 1.3 主要的研究内容11-13
• 2 输送对象的物理特性及力学性能分析13-21
• 2.1 散体物料13-14
• 2.1.1 散体物料的概念13
• 2.1.2 散体物料的物理特性13-14
• 2.1.3 散体物料的研究方法14
• 2.2 颗粒与颗粒之间的微观作用分析14-20
• 2.2.1 散体单元法(DEM)的假设14-15
• 2.2.2 颗粒简化的两种模型15-16
• 2.2.3 接触模型的种类及其应用范围16-18
• 2.2.4 轻质粉体颗粒的接触模型18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 柔性螺旋叶片的力学特性分析21-31
• 3.1 柔性螺旋叶片的特性分析21-23
• 3.1.1 柔性螺旋叶片的结构21
• 3.1.2 柔性螺旋叶片的特性21-22
• 3.1.3 柔性螺旋叶片材料的选择22-23
• 3.2 单根柔性叶片空载转动时力学性能分析23-26
• 3.2.1 单根纤维束径向的力学分析24-25
• 3.2.2 单根纤维束轴向的力学分析25-26
• 3.3 柔性螺旋叶片的结构参数研究26-29
• 3.3.1 单根纤维束的直径26-27
• 3.3.2 单根纤维束的的长度27-28
• 3.3.3 柔性纤维束的间隙系数28-29
• 3.4 本章小结29-31
• 4 输送器物料输送量及输送功耗模型的建立31-37
• 4.1 单一颗粒运动状态分析31-32
• 4.2 单位时间内输送质量的计算32-33
• 4.3 物料与柔性螺旋功耗计算33-36
• 4.3.1 物料与柔性螺旋叶片相互作用的功耗33-34
• 4.3.2 物料与螺旋管壁相互作用的功耗34-35
• 4.3.3 克服柔性螺旋纤维弹性变形所需的功率35-36
• 4.4 本章小结36-37
• 5 离散元仿真分析及试验验证37-55
• 5.1 离散单元法(EDEM)软件37
• 5.2 前期处理37-39
• 5.2.1 颗粒模型37-38
• 5.2.2 螺旋叶片模型描述38-39
• 5.3 动态模拟仿真设定39
• 5.4 结果及分析39-49
• 5.4.1 颗粒分布及数据结果39-42
• 5.4.2 不同因素对颗粒的分布及输送距离的影响42-47
• 5.4.3 不同因素对颗粒的力矩的影响47-49
• 5.5 试验验证49-53
• 5.5.1 试验设备及对象49-50
• 5.5.2 试验方案50-51
• 5.5.3 结果及分析51-53
• 5.6 本章小结53-55
• 结论55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61

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本文编号：362739