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U形筒螺旋计量秤输送颗粒物料的离散元模拟的研究
- 2021-01-05-

  目前,圆球单元的离散元法模型已较为成熟,与螺旋计量秤相关的研究成果较多∶1)不同螺旋轴结构对进料斗内颗粒流动的影响规律;2)转速、螺距对输送不同粘性颗粒的动态特性的影响规律;3)使用离散元法研究不同螺旋秤结构对物料混合效率的影响。

  近年来,非圆球颗粒单元的离散元法也日趋成熟,可以用各方法建立的非球体单元模拟糙米、水稻、玉米等常见农作物颗粒的模型。目前对螺旋秤的研究主要是传统的圆形筒螺旋秤,大部分是针对螺旋秤转速、螺距、倾斜角度等的研究,对异形筒的螺旋秤的研究还很少,对于圆筒和U形筒比较的研究尚未见报道。

  有研究利用DEM对螺旋计量秤输送颗粒物料进行了数值模拟,并与试验结果进行比较,二者结果吻合,证明所用的离散元模型和参数可以用来分析螺旋秤输送颗粒物料的动态过程;通过数值模拟比较分析了U形筒和圆筒螺旋秤的输送效率和颗粒挤压力情况,得出如下研究结论∶

  1、螺旋叶片的转速对螺旋秤输送颗粒物料的效率有显明影响,转速增加,工作效率会先线性增加,而后增速减缓,直到达到稳定或稍有下降,输出颗粒质量的波动随转速增加而减弱。

  2、螺旋秤的倾斜角度对U形筒输送效率的影响大于对圆形筒的影响;U形筒在水平或者小角度倾斜输送时效率较高,而圆筒越适合大倾斜角度工况∶输出颗粒质量波动现象随着倾斜角度的增加逐渐减弱。

  3、颗粒在螺旋计量秤进料口处挤压力较大,且进料口处颗粒在U形筒中比圆形筒中受到越小的挤压力;挤压力大于10N颗粒所占百分比圆形筒大于U形筒,同时随着转速增加颗粒受到的挤压力趋于减小;800r/min条件下2种筒内的颗粒挤压力≤10N的比例均大于90%。

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