基于EDEM的预磨机腔型结构研究与分析
基于EDEM和FLUENT耦合的加料机混料过程分析研究
基于EDEM和FLUENT耦合的加料机混料过程分析研究本文以某烟厂加料机混料滚筒和烟丝叶片为研究对象,采用离散元法(Discrete Element Method),依靠牛顿第二定律理论进行迭代计算。
由于此方法计算量较大,需借助大型计算机服务器作为计算平台,为了减少计算量,将烟丝叶片按照离散颗粒进行处理,追踪颗粒间的运动位移和速度。
为了使仿真结果更加接近实际情况,研究烟叶的本构模型,通过DEM的商业软件EDEM进行建模,模拟仿真烟丝叶片在加料混合过程中的整丝率。
同时,采用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics),将滚筒内部的液体香料按照连续项进行处理。
在滚筒中,离散颗粒与液体香料有双相耦合的作用,采用商业软件EDEM和FLUENT进行耦合分析研究,通过调节相关的参数进行动态模拟仿真,以期得到改善加料机混料效果的一种可行并且高效的方法。
本文的主要工作如下:(1)基于国内烟草行业发展比较落后的状况,本文通过应用数字化仿真技术,实现加料机滚筒内部混料过程的可视化。
(2)研究加料机混料滚筒的旋转角度,通过EDEM仿真研究,确定滚筒的最佳倾角,并且与实际情况进行对比,为实际生产线提出指导方案。
(3)对烟叶叶片几何模型进行统计与建模,同时实现对烟叶叶片本构模型建立与分析,通过EDEM建模仿真,确定加料机滚筒旋转的最佳转速,从而减少烟叶叶片破碎率,提高加料的均匀性。
(4)利用现代计算机仿真设备进行模拟研究,节约实验成本同时为提高生产线效率提供可靠保障。
运用大型计算机服务器,对加料机滚筒内部烟叶固相与香料液相进行模拟仿真,运用EDEM和FLUENT耦合方法研究滚筒内固液两相流的流动特性,与相关的实验研究进行对比,系统的分析滚筒内固液项的流动形态,固液流速分布。
基于EDEM的立轴破碎机转子对物料粒径加速效果的研究_杨亚敏
图 1 所示为 A×B×Φ 型新型转子功能图,新型
转子将以传统型转子为主体,外缘一定距离处安装 冲击板,其中转子主体半径为 A,冲击板安装半径为 B,冲击板安装角度为 Φ。
导向板
A
绝对轨迹
相对轨迹
B n
转子
冲击板
图 1 新型转子功能图
如图 1 所示,对新型转子中颗粒运动采取不同 的参考系,进行运动学分析,以地球为参照物,设立 绝对坐标系,颗粒在转子中加速后,将以恒定速度沿 绝对轨迹离开转子。
分析物料在转子加速过程中受力发现,物料的 加速,是导向板的摩擦力、物料颗粒之间接触的挤压 力以及因转子旋转而产生的离心力的综合作用的效 果。由于球状颗粒体积越小,相对表面积越大,球体 接触面积和接触频率增加,致使单个颗粒受到四周 颗粒的作用趋于平衡。所以,在颗粒被导向板一次加 速甩出后,体积越小的颗粒相对运动越平稳,二次加 速连续性越高。颗粒体积越大,颗粒之间相互接触 少,导致单个颗粒受力不均衡,确定性冲击效率降 低,二次加速的均匀性降低。
基于这些问题的解决和推动,上世纪 90 年代出 现了一种新型转子———同步转子,在生产中表现出 传统转子所没有的多种优势,促使人们从技术层面, 更加深入地进行研究和探讨其破碎规律。
1971 年 Cundall 提出适用于岩石力学的离散元 法后,对颗粒的离散元研究,迅速发展开来,并用于 岩土、矿冶、化工等多个领域[2]。
Abstract: The particles movement behavior in relative coordinate system was analysed by discrete element method, the acceleration of various diameter particles in new rotor were simulated by EDEM, through the changing of speed and force in acceleration process, indicating that the particles suffered combination effect of the friction, centrifugal force and squeeze, with the increase of particles size, the combination effect would changed and the relative motion continuity became worse. When the particle diameter was about 30mm,the acceleration process was the most smooth and efficient. Key words: VSI; new rotor; material particle size; EDEM
基于EDEM的小麦精量排种器设计与试验
基于EDEM的小麦精量排种器设计与试验邓丽君ꎬ乔滕菲(湖南大学ꎬ长沙㊀410082)摘㊀要:为实现小麦的精量排种ꎬ设计了一种精量小麦排种器ꎮ对排种器进行设计计算ꎬ最终确定排种器为锥盘式ꎬ型孔数量为50个ꎬ锥角为30ʎꎮ采用EDEM软件进行仿真分析ꎬ结果显示:当转盘转动速度为19.38r/min㊁型孔长度平均值为7.95mm㊁小麦种子外层厚度为8.20mm时ꎬ作业合格率为89.55%ꎬ单粒率可达到50.80%ꎬ符合排种器的作业要求ꎮ试验结果表明:排种器具有行间的排量较足和一致性好的特质ꎬ在小麦的播种过程中ꎬ系数的变异已经控制在10%以内ꎮ根据测量的秧苗数量计算面积ꎬ小麦每667m2可达到4万株ꎬ分蘖的数量为3~10株ꎬ分蘖完成后每667m2达25万株ꎬ可以满足小麦种植的实际需求ꎮ关键词:排种器ꎻ小麦ꎻEDEMꎻ产量中图分类号:S223.2ꎻS220.3㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)03-0158-060㊀引言在我国的农业发展中小麦有着非常重要的地位ꎬ而且小麦也是粮油事业不可缺少的部分ꎮ随着种植小麦地区的增多ꎬ机械化的趋势已经成为必然ꎬ且覆盖的程度已经超过了80%ꎬ而条播是主要方式ꎮ小麦是以秋冬季节播种为主的农作物ꎬ种植过程基本一致ꎮ为提升播种设备的普遍性和利用率ꎬ完成两种农作物由一种设备就搞定的情形ꎬ研发了先进的小麦并用类型的精量排种器ꎮ有关数据和统计资料显示ꎬ2015年我国小麦的产量已经达到11800万tꎬ按人口13.9亿来计算ꎬ一人一年就要消费80kg多的小麦ꎮ目前ꎬ小麦的播种大部分采用较为单一的设备ꎬ复合型及通用型的设备较少ꎬ存在使用率低及资源的分配不合理等问题ꎮ因此ꎬ研究小麦培育和种植技术ꎬ可以全面提升粮油的经济实力ꎬ保证粮食质量安全和农业提升效益ꎮ1㊀主要结构与工作原理1.1㊀主要结构小麦精量排种器主要由种刷㊁种箱㊁底座㊁锥盘㊁投种盘ꎬ以及各类投种装置组成ꎬ如图1所示ꎮ收稿日期:2019-08-22基金项目:湖南省科学技术厅自筹经费类科技计划项目(2017ZC0358)作者简介:邓丽君(1982-)ꎬ女ꎬ湖南衡阳人ꎬ讲师ꎬ硕士ꎬ(E-mail)soutiua@163.comꎮ通讯作者:乔滕菲(1981-)ꎬ女ꎬ长沙人ꎬ教授ꎬ博士ꎬ(E-mail)wei ̄jing8906@126.comꎮ1.底座㊀2.锥盘㊀3.种箱㊀4.种壁厚度控制组件㊀5.种刷6.投种装置㊀7.种盘图1㊀排种器整体结构图Fig.1㊀Theoverallstructureofseedmeteringdevice排种器装置将充种环带与中央锥盘有机结合ꎬ使整体结构更加精细ꎬ可对排种孔区做出最大程度的限制ꎬ利用斜面分力与旋转离心力将种箱内的小麦种子集中㊁种壁厚度控制组件对种子表面流动层进行扰动ꎬ使种箱内种子之间的摩擦力降低ꎬ引导种子沿曲面排出ꎮ排种器整体结构简单ꎬ作业质量与作业效率较高ꎬ能够通过型孔之间的导槽进行投种ꎬ大幅度降低种子被碾碎㊁损坏等现象ꎮ小麦精量排种器的作业原理:首先ꎬ在种箱内填满小麦种子ꎬ应用种壁厚度控制组件使种箱内的种子流动起来ꎻ种子以水平旋转方式运动时ꎬ对其受到的相关阻力进行测试ꎻ最后ꎬ小麦种子在自身重力及投种装置的推动下排出型孔ꎬ从而实现小麦精量排放ꎮ1.2㊀锥盘装置设计1.2.1㊀锥盘锥角及直径锥盘装置的锥角与直径会对型孔性能起到影响ꎬ直径较小便会使型孔充填能力下降ꎬ需适当增加锥盘直径以提升型孔的填充能力ꎮ锥盘角度则影响到小麦种子的充填能力ꎬ将锥盘直径设定为220mmꎬ将锥盘锥角设定为30ʎ㊁35ʎ㊁40ʎ㊁45ʎꎬ从而展开一系列的优化设计ꎮ1.2.2㊀导条设计为使小麦种子的填充能力得到科学提升ꎬ将在锥盘内部装置导条ꎬ从而对混乱无序的小麦种子进行整合梳理ꎮ本研究设计的导条形式有直导条㊁渐开导条及无导条3种ꎬ如图2所示ꎮ图2㊀锥盘导条形式Fig.2㊀Conicaldiscguidebarform1.2.3㊀型孔设计由于小麦种子自身尺寸不一ꎬ因此需要型孔的兼容能力较高ꎮ型孔要根据小麦尺寸㊁侧卧概率㊁平躺概率及竖立概率进行计算ꎬ从而得出最稳定的填充方式为平躺模式ꎬ如图3所示ꎮ图3㊀型孔尺寸计算图Fig.3㊀Holesizecalculatingdiagram当型孔内只有1粒种子时ꎬ计算公式为lmax<A<l+12αbmax<B<2αB<lbmax<C<12α+α2-(B-α)2B>C其中ꎬA为型孔长度ꎻB为型孔宽度ꎻC为型孔高度ꎻlmax为小麦种子长度ꎻbmax为小麦种子的宽度ꎻl为小麦种子的平均长度ꎻα为小麦种子的平均厚度ꎮ锥盘进行转动时ꎬ会带动内部的小麦种子沿着圆周切线进行转动ꎬ在设计过程中应将圆周切线作为重点部分ꎮ通过对小麦种子与长圆形型孔进行分析ꎬ测定种子的长为6.22mm㊁宽为3.43mm㊁厚度为3.20mmꎬ型孔的宽度为5mmꎬ型孔的长度在6.6~11.4mm之间ꎻ同时ꎬ在型孔周围设计45ʎ导角ꎬ从而使小麦种子更容易进入型孔内ꎮ应用导种环槽能大幅度提升型孔的囊种能力ꎬ研究设计的型孔形状如图4所示ꎮ1.防护板㊀2.环槽导入口图4㊀型孔形状图Fig.4㊀Holeshapediagram2㊀精量排种器作业分析2.1㊀小麦种子在锥盘上的力学分析当小麦种子从供种器落入锥盘时ꎬ会随着锥盘导条与锥面的转动形成周向充种现象ꎮ当小麦种子运动到中心位置时ꎬ以此位置为中心点建立坐标轴ꎬx轴通过导条侧面和小麦种子的接触点ꎬy轴垂直于导条侧面和小麦种子的接触点ꎬz轴为锥面与种子的接触点ꎮ小麦种子在运动过程中的受力情况ꎬ如图5所示ꎮ图5㊀小麦种子受力分析图Fig.5㊀Stressanalysischartofwheatseeds根据图5可得以下公式ꎬ即f1=μN1f2=μN2F=2mωVrcosθI=mω2r其中ꎬf1为导条内侧对小麦种子产生的摩擦力ꎻN1为导条内侧对小麦种子提供的支撑力ꎻf2为锥盘表面对种子产生的摩擦力ꎻN2为锥盘表面对小麦种子提供的支持力ꎻμ为锥盘与小麦种子之间产生的静摩擦因数ꎮ将F设定为科氏力ꎬ将Vr设定为小麦种子的转动速度ꎬ将m设定为小麦种子的质量ꎬ将θ设定为锥盘锥角度ꎬ将ω设定为锥盘转动时的角速度ꎬ将r设定为小麦种子的位置半径ꎬ将I设定为小麦种子自身的离心力ꎮ2.2㊀小麦种子充入型孔力学分析小麦种子是否能够成功落入型孔取决于其在锥盘上的圆周运动情况ꎬ其力学分析如图6所示ꎮ将小麦种子的质心设定为Oꎬ将种子充入型孔时的最大速度设定为Vrmaxꎬ将锥盘转动最大速度设定为nmaxꎬ则有Vrmaxɤ(E+D-L)g2(L-P)nmaxɤ30πR(E+D-L)g2(L-P)其中ꎬD为型孔长度ꎻL为排种盘与种质中心之间的距离ꎻE为上导角宽度ꎻP为环槽深度ꎻR为锥盘半径ꎮ图6㊀种子进入型孔时力学分析图Fig.6㊀Mechanicalanalysisdiagramofseedsenteringthehole2.3㊀投种过程力学分析采用刚性较好的钢条进行设计ꎬ不仅能够有效提升投种器的作业效率ꎬ还能增强其耐磨损度及恢复能力ꎬ具有工作噪音小及保护种子外壁的优势ꎮ投种器装置的力学分析情况如图7所示ꎮ2.4㊀EDEM仿真试验与优化2.4.1㊀排种器仿真设计为提升仿真设计的准确性ꎬ应用SolidWorks软件对排种器进行三维模型设计ꎬ并应用EDEM软件进行仿真试验ꎬ如图8所示ꎮ为对仿真边界参数与模型进行准确验证ꎬ需要进行5次测量后求得平均值ꎬ具体结果为仿真休止角度为30.8ʎꎬ与实际测定的休止角相差0.7ʎꎬ差异数值较小ꎬ因此该模型精确度较高ꎬ可用于进一步仿真试验ꎮ图7㊀投种器力学分析图Fig.7㊀Mechanicalanalysisdiagramofseedthrower图8㊀小麦排种器仿真模型Fig.8㊀Thesimulationmodelofwheatseeder2.4.2㊀单因素仿真试验经测定ꎬ本次设计的型孔长度为7.6mmꎬ型孔数量为50个ꎬ锥盘转动速度为15r/minꎬ锥角度为30ʎꎻ进行排种试验时ꎬ漏充种子数量为0粒ꎮ2.4.2.1㊀导条形式对充种效率的影响分别采用直导条模式㊁渐开线导条模式及无导条模式ꎬ应用以上3种方式对排种器的充种效率进行仿真试验ꎬ结果如表1所示ꎮ装置导条能够有效提升排种器充种合格率ꎬ控制漏充率ꎬ且渐开线导条模式还要优于直导条模式ꎮ通过仿真试验ꎬ得到不同导条模式下小麦种子的速度变化曲线ꎬ如图9所示ꎮ表1㊀充种性能仿真测试结果Table1㊀Performancesimulationtestresultsofseedfilling%㊀导条形式单粒率合格率漏充率渐开线导条模式46.089.111.1无导条模式44.779.920.3直导条模式41.287.612.6图9㊀3种导条模式下小麦种子速度变化曲线Fig.9㊀Variationcurvesofwheatseedvelocityunderthreeguidingbarmodes2.4.2.2㊀型孔个数对充种效率的影响科学布置型孔位置与个数能够缓解种子之间的混乱情况ꎬ为了更加准确地测试型孔个数对充种效率的影响ꎬ将分别分析40㊁45㊁50个型孔时的充种情况ꎬ结果如表2所示ꎮ表2㊀不同型孔个数仿真结果Table2㊀Thesimulationresultsofthenumberofdifferentholes%㊀型孔数量/个单粒率合格率漏充率4042.087.712.54520.486.913.35046.089.111.1㊀㊀由表2中可知:当型孔数量为40时ꎬ单粒率为42.0%ꎬ合格率为87.7%ꎬ漏充率为12.5%ꎻ当型孔数量为45时ꎬ单粒率为20.4%ꎬ合格率为86.9%ꎬ漏充率为13.3%ꎻ当型孔数量为50时ꎬ单粒率为46.0%ꎬ合格率为89.1%ꎬ漏充率为11.1%ꎮ2.4.2.3㊀锥盘转动速度对充种效率的影响将锥盘转动速度分别设为15㊁20㊁25㊁30㊁35㊁40r/minꎬ结果如表3所示ꎮ由表3可知:随着锥盘转动速度不断增加ꎬ会导致合格率不断下降ꎬ漏充率不断激增ꎬ必须将锥盘转动速度控制在30r/min以内ꎮ不同转速情况下的种子变化曲线如图10所示ꎮ2.4.2.4㊀锥盘锥角对充种效率的影响针对锥盘锥角为30ʎ㊁35ʎ㊁40ʎ㊁45ʎ情况下进行仿真试验ꎬ结果如表4所示ꎮ表3㊀锥盘转速仿真结果Table3㊀Simulationresultsofconicaldiskspeed%㊀锥盘转动速度/r min-1单粒率合格率漏充率1546.089.111.12050.281.518.62543.065.135.13033.653.446.63533.144.156.14012.126.274.0图10㊀锥盘不同转动速度下种子速度变化曲线Fig.10㊀Variationcurveofseedvelocityunderdifferentrotationalspeedsofconicaldisc表4㊀不同锥盘锥角仿真结果Table4㊀Simulationresultsofdifferentconeangles%㊀锥盘锥角/(ʎ)单粒率合格率漏充率3046.089.011.13549.088.611.64047.587.013.24546.385.015.2㊀㊀由表4可知:随着锥盘锥角的不断增加ꎬ合格率会逐渐降低ꎬ漏充率会逐渐提升ꎮ因此ꎬ确定精量小麦排种器的锥盘锥角为30ʎꎮ2.5㊀正交仿真试验将单因素与部分参数设计作为基础ꎬ设定锥盘导条模式为渐开式导条形式ꎬ设定型孔数量为50个㊁锥盘锥角为30ʎ㊁锥盘转动速度为15r/minꎬ进行正交旋转组合试验ꎬ进一步优化参数设计ꎮ应用Design-Expert程序对试验结果进行回归分析ꎬ使合格率与漏充率的相加结果为100%ꎬ发现实际试验过程中未产生型孔中存在2粒及以上小麦种子的现象ꎮ为调整出最好的因素组合ꎬ将合格率作为评价指标ꎬ在有机结合相关因素条件建立模型分析ꎬ最终取得的优化结果为:当转盘转动速度为19.38r/min㊁型孔长度平均值为7.95mm㊁小麦种子外层厚度为8.20mm时ꎬ精量小麦排种器的作业合格率为89.55%ꎬ单粒率能够达到50.80%ꎮ3㊀试验3.1㊀试验基础与条件对小麦精量排种器在田间作业的效果进行测验ꎬ时间为2018年10月ꎮ把小麦专用型气力式精量排种机器安置在2BFQ-6型精量联合直播机中ꎬ牵引力来自东方红854拖拉机ꎬ前行速度3km/hꎮ3.2㊀播种均匀试验针对田间出苗情况的结果能够推算出各个播种行为均匀性变化情况ꎬ公式为X=ðXnS=ðX-X()2n-1V=SXˑ100%其中ꎬX为样本平均种子数(粒)ꎻS为标准差(粒)ꎻN为样本个数ꎻV为播种均匀变异系数(%)ꎮ在华中农业大学现代农业科技园的实验田中进行测苗实验ꎬ选取田间出苗行段ꎬ每一行段测量苗的数量是52棵ꎬ测出种子之间的距离ꎬ检验每一个航段播种距离之间的匀称性ꎬ结果如表5所示ꎮ由表5可知:6行段小麦苗之间平均棵距范围是59.15~73.18mmꎬ平均标准差的范围在14.12~18.24mmꎬ播种均匀性系数区域在23.4%~28.2%ꎮ由此表明:小麦兼用型气力式精量排种器播种棵距满足种植棵距是50~80mm需求ꎬ与播种均匀性指数不高于30%ꎬ满足小麦精量播种种植农艺需求ꎮ3.3㊀播种行间相同性试验2018年ꎬ在华中农业大学试验田进行试验ꎬ作物品种为郑麦9023播种机排种器从左至右编号为1~6ꎬ田间播种行数为6行ꎻ每个测量区域的长度为1mꎬ宽度为2mꎮ统计测量该区域6行播种的树的数量ꎬ并根据幼苗数的统计比较观察播种机中6行每一行的相同性ꎬ结果如表6所示ꎮ表5㊀播种均匀性结果一览表Table5㊀Alistoftheresultsofseedinguniformity试验地行数平均株距/mm标准差/mm播种均匀性系数/%华中农业大学湖北省农科院155.3215.9828.8258.5215.4326.3366.0815.1122.8457.6615.0126.0562.7813.6421.7660.1614.5824.2159.1513.2422.8273.1817.3123.9368.7516.7224.3460.1215.7626.2559.4716.4827.7662.0715.6225.2表6㊀出苗数Table6㊀Numberofemergence测量区1m测试区株数/株第1行第2行第3行第4行第5行第6行11715161313122141514161515315131313141641413141715175141617141616㊀㊀由表6可知:播种的长度是1m的平均棵数是14.8棵ꎬ标准差是1.55棵ꎬ每行之间棵树变化系数是9.86%ꎮ基于这种情况ꎬ可以看出:每排计量装置的位移与每排的位移相同ꎬ每一行之间变化系数皆不超过10%ꎮ4㊀结论设计了一种小麦精量排种器ꎬ通过对排种器进行设计计算ꎬ最终确定排种器为锥盘式ꎬ计算得到型孔数量为50个ꎬ锥角为30ʎꎮ采用EDEM软件进行仿真分析ꎬ结果显示:当转盘转动速度为19.38r/min㊁型孔长度平均值为7.95mm㊁小麦种子外层厚度为8.20mm时ꎬ精量小麦排种器的作业合格率为89.55%ꎬ单粒率达到50.80%ꎬ能够符合排种器的作业要求ꎮ参考文献:[1]㊀于佳杨ꎬ卢彩云ꎬ卫如雪ꎬ等.基于离散元法的小麦精量排种器性能模拟试验[J].江苏农业科学ꎬ2018ꎬ46(8):233-236.[2]㊀杨波ꎬ廖庆喜ꎬ李旭ꎬ等.气力式油菜㊁小麦兼用精量排种器设计及排种分析[J].农业工程ꎬ2011(1):97-101. [3]㊀柳立新.新型江淮JH-A型小麦半精量排种器的设计研究[J].中国农机化ꎬ2002(6):49-51.[4]㊀徐浩ꎬ陶栋材ꎬ陶韵晖ꎬ等.基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究[J].中国农业科技导报ꎬ2018ꎬ20(3):64-70.[5]㊀朱德泉ꎬ李兰兰ꎬ文世昌ꎬ等.滑片型孔轮式水稻精量排种器排种性能数值模拟与试验[J].农业工程学报ꎬ2018ꎬ34(21):25-34.[6]㊀许颖ꎬ夏茄程ꎬ杨镇宇.基于HALCON的油菜排种器试验台[J].农机质量与监督ꎬ2017(9):22.[7]㊀赵晓顺ꎬ于华丽ꎬ马跃进ꎬ等.负压式小麦精量排种器参数优化与试验[J].农业工程学报ꎬ2017(11):19-26. 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基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究
基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究王细平1 姚艳萍21上海振华重工(集团)股份有限公司 上海 200125 2太原科技大学 太原 048000摘 要:为减小溜槽下落煤炭对下部承载设备的冲击,文中设计一种具有防冲击结构的新型溜槽,该结构具有减速轮和减速挡板2个减速装置,可以快速降低煤炭运行速度,减小下落煤炭冲击力,采用Solidworks建立溜槽的三维模型,通过EDEM-MBD耦合建立了不同煤炭在溜槽中的动态过程,以Hertz-Mindlin接触模型对不同煤炭下落过程进行了数值模拟分析,得到不同煤炭在下落过程中的速度和冲击力变化曲线,验证了防冲击结构的合理性。
关键词:防冲击溜槽;EDEM-MBD耦合;煤炭冲击力;仿真模型中图分类号:TH222 文献标识码:A 文章编号:1001-0785(2024)1-0031-05Abstract: In order to reduce the impact on the lower bearing equipment when using the chute to drop coal, in this paper, the author puts forward a new chute with impact-resistance structure, which is equipped with the deceleration wheel and deceleration baffle, which can quickly reduce the running speed of coal and the impact force of falling coal. A three-dimensional model of a chute was established through Solidworks, and the dynamic process of different coals in the chute was determined by EDEM-MBD coupling. The falling process of different coals was numerically simulated and analyzed by a Hertz-Mindlin contact model, and the curves of velocity and impact force of different coals in the falling process were obtained, and the rationality of the impact-resistance structure was verified.Keywords:impact-resistance chute; EDEM-MBD coupling; coal impact; simulation model0 引言溜槽是煤炭带式输送机系统的重要组成设备,在煤炭带式输送机输送系统中起着承上启下的关键作用,是煤炭带式输送机实现多工位,不同层次的多级输送的关键设备。
基于EDEM的0630型分级破碎机结构优化
基于EDEM的0630型分级破碎机结构优化杨永【摘要】为了解决小纪汗选煤厂精煤破碎系统存在的问题,提高精煤块煤率,在对精煤破碎系统现状分析的基础上,初步确定0630型分级破碎机的结构优化方案,并通过EDEM分析确定最佳优化方案.生产实践表明:对0630型分级破碎机结构优化后,45 ~6 mm粒级精煤的块煤率由41.25%提高到69.87%,销售收入大幅提高,设备维护量和劳动力成本均降低.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P56-58)【关键词】分级破碎机;啮入角度;粒度超限;过粉碎现象;块煤率【作者】杨永【作者单位】陕西华电榆横煤电有限责任公司小纪汗煤矿,陕西榆林719000【正文语种】中文【中图分类】TD941+.2小纪汗选煤厂隶属于陕西华电榆横煤电有限责任公司,是一座设计能力为10Mt/a的矿井型动力选煤厂,于2008年建成投产。
原煤采用分级入选方式处理,>13 mm粒级块煤采用浅槽重介分选机分选,13~1.50 mm粒级末煤采用有压两产品重介质旋流器分选,1.50~0.15 mm粒级粗煤泥采用螺旋分选机分选,<0.15 mm粒级细煤泥采用筛网沉降离心脱水机和板框式快开压滤机联合回收。
该选煤厂的精煤破碎设备为0630型分级破碎机,破碎辊采用齿板式结构,而齿板依靠紧固螺栓与辊座相连,使用过程中容易出现出料粒度超限、螺栓松动、齿板脱落、破碎腔被堵等问题。
此外,随着精煤市场需求的变化(主要指商品煤粒度变化),原破碎机的结构参数无法满足破碎要求。
因此,必须对精煤破碎机的破碎辊进行改造,保证其处理能力由300 t/h提高到320 t/h,入料粒度≤250 mm(存在超粒物料),出料粒度由50 mm降至45 mm以下,限上率在10%以下。
1 破碎系统现状该选煤厂破碎系统配备有多台原煤破碎机(一级破碎机)和精煤破碎机(二级破碎机),总处理能力约为2 000 t/h,其中二级破碎机选用0630型分级破碎机。
基于EDEM的有机肥排肥性能分析与试验
基于EDEM的有机肥排肥性能分析与试验付静; 张富贵; 曾以明; 秦芝乾; 张周【期刊名称】《《农机化研究》》【年(卷),期】2019(041)012【总页数】7页(P51-57)【关键词】有机肥; 施肥机; EDEM仿真; 含水率【作者】付静; 张富贵; 曾以明; 秦芝乾; 张周【作者单位】贵州大学机械工程学院贵阳 550025; 贵州山地智慧农业科技有限公司贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】S224.20 引言有机肥是指含有有机物质,主要来源于秸秆、家禽粪便和酒糟等农业废弃物的一类肥料[1]。
宇万太[2]等人、叶协峰[3]等人针对有机肥对土壤肥力的影响进行研究,结果表明:适量有机肥对改善土壤结构有明显作用,对辣椒等经济作物增产和稳产有很好的效果;但过量有机肥会导致肥料利用率降低,地表径流农用磷流失增加、水体富营养化加快。
因此,合理的利用有机肥对经济作物增产及抑制环境污染有很重要的影响[4]。
有机肥存储时含水率易超过20%,高含水率的有机肥在施肥机排肥的过程中易粘连结块,导致有机肥附着在施肥机肥箱内,施肥不均匀,使用效率降低。
比较发达国家而言,我国对施肥机具的研发还相对落后[5]。
合理的施肥机具可减少有机肥的不当使用对农业生态环境造成的农业污染,更适应可持续发展的要求[6]。
针对以上问题,对不同含水率有机肥进行离散元仿真,探究其对施肥均匀性的影响规律,并进行田间试验,以期为双料箱施肥机的设计及改进提供参考。
1 仿真模型本文仿真的施肥机模型结构为前期研制的双料箱施肥机,如图1所示。
1.传送带张紧装置2.搅刀轴3.轴承座4.有机肥排肥开口度调节板5.肥箱观察玻璃窗6.肥箱7.排肥装置支撑板8.复合肥工作长度调节器9.外槽轮排肥器 10.传送带11.复合肥料箱 12.复合肥排肥口 13.有机肥料箱 14.搅刀 15.有机肥排肥开口度调节杆 16.料箱隔板图1 施肥机三维模型Fig.1 Three-dimensional model of fertilizer application machine肥箱由有机肥料箱和复合肥料箱组成,排肥器由外槽轮排肥器和搅刀-皮带传送式排肥器构成,在有机肥料箱内部设有搅刀。
基于EDEM的煤炭采制样初采器仿真模拟与分析
基于EDEM的煤炭采制样初采器仿真模拟与分析
沈宏明
【期刊名称】《煤质技术》
【年(卷),期】2015(0)2
【摘要】采用商业离散元软件EDEM对初采器进行离散元模拟以寻找初采器的最佳设计型式和参数,分析了初采器采样全过程中煤粒的运动轨迹及初采器所受煤流冲击作用力.通过对煤流粒子运动的研究,对初采器所受的扭矩及冲击力进行分析.分析结果表明:煤流对采样器的冲击力瞬时最大值为4 154.2 N,由煤流引起的采样头的附加扭矩最大值为45.1 Nm;由于煤流引起的采样头力学响应较小,在设计采样头受力时,可着重考虑其由于其惯性在转动过程中产生的力学响应.
【总页数】3页(P28-30)
【作者】沈宏明
【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司检测分院,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013
【正文语种】中文
【中图分类】TQ531
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1.基于EDEM软件的前曲叶片抛丸器运动分析 [J], 刘洋;李庆忠
2.基于EDEM的离心甩盘撒肥器性能分析与试验 [J], 刘彩玲;黎艳妮;宋建农;魏丹;郑升祥;王蒙蒙;张超
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edempy 案例
edempy 案例Edempy案例:基于Edempy的离散元分析模拟1. Edempy是一种基于离散元方法的软件工具,用于模拟和分析颗粒材料的力学行为和相互作用。
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基于EDEM的带式输送机转接溜槽结构优化
Automatic Control •自动化控制基于EDEM 的带式输送机转接溜槽结构优化文/张宁本篇论文首先对传统的带式摘 传输机转接溜槽结构做出了分析,要 并提出了新型的转接溜槽改进方案,以及优化后的具体实验。
希 望可以为带式传输机转接溜槽优 化工作起到一定的帮助作用。
【关键词】带式输送机转接溜槽EDEM 模拟带式传输机的转接溜槽属于带式传输机 中的过度传输设备,起到了承上启下的作用,直接影响到了带式传输机的工作效果。
存在问题的转接溜槽被较长时间的使用,还会引起各 种各样的问题,还会对经济效益造成一定的损失。
1传统带式传输机转接溜槽存在的不足之处图1表示的传统带式传输机的转接溜槽 的示意图。
传统传输机的转接溜槽所使用的是 直线结构,这种结构不仅仅制作工艺简答,在进行安装与使用的过程中也十分方便。
但是该 结构对于材料的流速与材料的分布不能进行有 效的控制,会使得设备局部出现磨损严重的情况,并且还会伴随产生较大的噪声。
拥堵的材料会加大对于设备的磨损,材料也会产生粉尘。
这样既造成了材料的浪费,又使的设备破损老 化,从而增加了运行设备的维护费用。
2优化后带式传输机转接溜槽图2所表示的是带式传输机的转接溜槽优 化后的结构。
本篇论文讨论的是采用DiscreteElementMethods 技术进行优化的方法。
对带式传输机转接溜槽进行离散元模拟,寻找到其中 存在问题的地方,对优化改进后的转接溜槽进行3D 建模操作。
2. 1带式传输机转接溜槽3D 模型2.1.1转接溜槽弧形顶部漏斗及护罩3D 模型根据物料抛落轨迹,漏斗头部设计有弧形导流装置,使料流以较小的冲击角度(理论切入角0 = 25°)与导流挡板渐变切入式接触, 头部漏斗采用U 形截面、弧形结构,更好地贴合物料运动轨迹,冲击小,抑制粉尘,设备 磨损小,物料汇集状态良好;导料挡板采用弹 性自振动调节装置,具有自清理功能,避免黏性物料的粘结。
2.1.2转接溜槽曲线形落料管3D 模型曲线溜槽系统是结合不同转运站布局形 式而完成的定制化设计。
edem 有限元耦合
edem 有限元耦合-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述本文旨在介绍edem有限元耦合方法,并探讨其在工程领域的应用案例。
有限元方法广泛应用于结构力学分析中,而edem模型则用于处理颗粒材料的离散元素模拟。
通过将这两种方法耦合起来,可以更准确地模拟颗粒材料与结构之间的相互作用。
在本文中,我们将首先介绍有限元方法的基本原理和应用领域。
有限元方法是一种数值计算方法,通过将结构划分为许多小的有限元单元来近似描述其行为。
这种方法能够解决各种结构的力学问题,并在工程设计和分析中得到广泛应用。
随后,我们将介绍edem模型及其在颗粒材料模拟中的应用。
edem 模型是一种基于离散元素方法的模拟工具,能够模拟颗粒材料的复杂行为和相互作用。
通过这种模型,我们可以了解颗粒材料的内部结构及其在外部力作用下的变形和破坏过程。
然后,我们将探讨有限元方法和edem模型的耦合方法。
将这两种方法耦合起来,可以更准确地模拟颗粒材料与结构之间的相互作用。
通过耦合方法,我们可以将颗粒材料的行为作为有限元模型的一部分,从而获得更真实的结构力学分析结果。
最后,我们将通过一些具体的应用案例来展示edem有限元耦合方法的实际效果。
这些案例将涉及不同的颗粒材料和结构类型,并展示了耦合方法在分析颗粒流体力学、土木工程和生物力学等领域的应用潜力。
总的来说,本文将从引言、正文和结论三个部分来介绍edem有限元耦合方法。
通过对这些内容的阐述,我们希望读者能够更好地理解和应用这一方法,并在实际工程设计和分析中取得更准确和全面的结果。
1.2文章结构2. 正文2.1 有限元方法介绍2.2 edem模型介绍2.3 有限元耦合方法2.4 edem有限元耦合的应用案例2.1 有限元方法介绍在工程领域中,有限元方法是一种常用的数值计算方法,用于求解复杂的物理问题。
该方法基于将连续的物理系统离散化为一系列有限大小的部分,称为有限元。
通过将整个系统分解为有限数量的元素,有限元方法可以将复杂的问题转化为易于处理的小型子问题。
