圆盘管道刮板输送机的离散元仿真和多属性评价研究

发布时间：2018-03-27 20:23

本文选题：圆盘管道输送技术　切入点：U形侧压力　出处：《太原理工大学》2015年博士论文

【摘要】：世界经济的快速发展，增加了人们对能源的需求，能源问题已经成为影响各国经济发展速度的战略性问题。进入21世纪，作为输送线路技术的革命，低成本高效率的圆盘管道刮板输送机会逐渐获得人们的青睐。开展圆盘管道刮板输送机的研究和设计，对于提高整机性能、推广应用、促进绿色低碳经济的发展具有重要意义。国内，圆盘管道刮板输送机的研究相对滞后，经过近十年的研究，其性能虽有一定程度的改进，但相比国外存在规模不大、能耗高、适用范围小等现象。本文在“智能仓储与搬运山西省重点实验室”建设项目资助下，针对国内圆盘管道刮板输送机设计理论不完善、实验研究薄弱及设计方案评判依据缺乏等问题进行研究，对推动国内圆盘管道刮板输送机的发展具有重要意义。针对国内圆盘管道刮板输送机理论研究不完善的问题，根据散体物料极限平衡条件，分析圆盘管道刮板输送机刮板作用于物料的静态力及刮板作用力的传播区域，得到圆盘管道刮板输送机刮板极限节距计算公式。引入物料参与刮板链条动张力不均匀程度系数，修正了刮板链条动张力计算公式。针对圆盘管道刮板输送机圆管料槽的特殊结构，，水平输送时按物料的填充量利用分段函数推导出了相应的侧压力计算公式，并采用MATLAB绘制了侧压力分布曲线，得到与已有文献中所述的圆形分布截然不同的抛物线形或U字形分布结论，并导出了圆盘管道刮板输送机运行阻力的计算公式，走出了目前靠经验估算或利用刮板输送机、埋刮板输送机理论进行圆盘管道刮板输送机设计计算的困境，为圆盘管道刮板输送机的合理设计提供了理论基础。目前使用的力学分析软件，由于它们所研究的问题要求在数学上具有连续性，因而不能模拟散体物料在输送过程中的运动特征。圆盘管道刮板输送机的整机性能不仅受设计、制造、安装等因素的影响，很大程度上受物料运动参数的影响，为了提高圆盘管道刮板输送机的整机性能，解决目前缺乏计算机模拟仿真实验设计方法的问题，建立圆盘管道刮板输送机仿真模型，基于EDEM仿真软件模拟大豆颗粒在输送过程的宏观运动情况，借助颗粒速度、平均速度、平均动能及钢丝绳平均张力的曲线分布图，获取圆盘管道刮板输送机的运行参数并研究其整机性能，解决了通过现场实验获取数据的问题，为圆盘管道刮板输送机的设计提供了一种计算机模拟仿真实验方法。为了解决设计过程中运行参数匹配的多种方案选择问题，应用TOPSIS多属性决策法评价圆盘管道刮板输送机的多种设计方案并对结果排序，得到使圆盘管道刮板输送机整机性能较优的设计方案及不同填充率下整机性能的优劣变化趋势，为圆盘管道刮板输送机设计方案的确定提供了一种简洁、高效的评价方法和评判依据。在制造厂，对圆盘管道刮板输送机进行了实验研究，测试了链条张力、运行噪声和电机实际输出功率，结果表明实验测试结果与理论计算、EDEM仿真和TOPSIS评价结论一致。通过实验验证了理论研究、EDEM仿真及TOPSIS评价方法的可行性，为国内圆盘管道刮板输送机的设计提供了理论基础、模拟仿真实验方法和设计方案评判依据并积累了数据和经验。综上所述，本文的研究为圆盘管道刮板输送机的设计提供了理论支撑，对圆盘管道刮板输送机的发展和推广应用及输送技术的节能化、绿色化具有重要的意义。
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【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD528.3

【参考文献】