圆筒混合机制粒工艺参数的研究
《新型圆筒混合机结构与性能研究》
《新型圆筒混合机结构与性能研究》篇一一、引言随着工业技术的不断进步，新型圆筒混合机作为工业生产中的重要设备，其结构与性能的优化对提升生产效率及产品质量具有重要意义。
本文将重点对新型圆筒混合机的结构特点及性能进行深入研究，旨在为相关领域的研发和应用提供理论依据和实践指导。
二、新型圆筒混合机结构研究新型圆筒混合机结构相较于传统混合机，具有更合理的结构设计及更高的工作效率。
其结构主要由圆筒主体、驱动装置、进出料口等部分组成。
1. 圆筒主体新型圆筒混合机的圆筒主体采用高强度材料制成，具有较高的耐磨性和抗腐蚀性。
圆筒内部采用特殊设计，使物料在混合过程中能够形成强烈的涡流运动，从而提高混合效果。
此外，圆筒主体的长度和直径可根据实际需求进行调整，以适应不同物料的混合需求。
2. 驱动装置驱动装置是新型圆筒混合机的关键部件，其性能直接影响到整个设备的运行效果。
新型圆筒混合机采用高效率电机和先进的传动系统，实现混合机的稳定、高效运转。
同时，驱动装置还具备过载保护功能，确保设备在异常情况下能够及时停机，保护设备免受损坏。
3. 进出料口新型圆筒混合机的进出料口设计合理，能够实现快速进出料，提高生产效率。
进出料口采用密封设计，有效防止物料在运输过程中泄漏，保证生产环境的清洁。
三、新型圆筒混合机性能研究新型圆筒混合机在结构优化的基础上，具有以下显著的性能特点：1. 高效率混合新型圆筒混合机采用特殊的内部结构设计，使物料在混合过程中形成强烈的涡流运动，从而实现高效率混合。
同时，驱动装置的高效运转也进一步提高了混合效率。
2. 均匀混合新型圆筒混合机能够使物料在短时间内达到均匀混合，有效提高产品质量。
其特殊的进出料口设计也有助于实现物料的均匀进出，避免混料不均的现象。
3. 节能环保新型圆筒混合机采用高效率电机和先进的传动系统，实现设备的节能运行。
同时，密封设计的进出料口有效防止了物料泄漏，保证了生产环境的清洁，符合环保要求。
四、结论通过对新型圆筒混合机结构与性能的深入研究，我们可以看出其在工业生产中的重要地位。
《新型圆筒混合机结构与性能研究》
《新型圆筒混合机结构与性能研究》篇一一、引言在现代工业生产中，混合设备作为生产流程中的重要环节，其作用愈发凸显。
新型圆筒混合机作为一种新型的混合设备，其结构设计与性能表现对于提升生产效率、优化产品质量具有重要意义。
本文旨在研究新型圆筒混合机的结构特点及性能表现，为工业生产提供有力支持。
二、新型圆筒混合机的结构研究新型圆筒混合机的主要结构包括机座、驱动装置、圆筒体、进料口、出料口等部分。
其中，圆筒体是混合机的核心部件，其结构特点决定了混合机的性能表现。
1. 圆筒体结构新型圆筒混合机的圆筒体采用特殊的结构设计，使得物料在混合过程中能够更加均匀地分布。
圆筒体内壁光滑，减少了物料在混合过程中的阻力，提高了混合效率。
此外，圆筒体还设有搅拌装置，通过搅拌叶片的旋转，使物料在圆筒体内实现充分混合。
2. 驱动装置驱动装置是新型圆筒混合机的动力来源，采用先进的电机和减速器，确保混合机在运行过程中能够提供稳定的驱动力。
同时，驱动装置还具有过载保护功能，当混合机遇到异常情况时，能够自动停机，保护设备免受损坏。
3. 进料口与出料口新型圆筒混合机的进料口和出料口设计合理，方便物料的进出。
进料口设有料位计，能够实时监测物料的位置，确保物料能够均匀地进入圆筒体内。
出料口则采用旋转阀或螺旋输送机等设备，实现物料的精确控制与快速排出。
三、新型圆筒混合机的性能研究新型圆筒混合机具有以下显著的性能特点：1. 混合效果好新型圆筒混合机采用特殊的结构设计，使物料在混合过程中能够实现充分、均匀的分布。
搅拌装置的旋转使物料在圆筒体内不断翻滚、碰撞，从而实现快速、高效的混合。
此外，圆筒体内壁的光滑设计减少了物料的阻力，提高了混合效率。
2. 运行稳定新型圆筒混合机采用先进的驱动装置和减速器，确保混合机在运行过程中能够提供稳定的驱动力。
同时，驱动装置的过载保护功能能够保护设备免受异常情况的损坏，确保设备的稳定运行。
3. 操作简便新型圆筒混合机的进料口和出料口设计合理，方便物料的进出。
黑火药圆筒混合机的设计原理与参数影响
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《2024年新型圆筒混合机结构与性能研究》范文
《新型圆筒混合机结构与性能研究》篇一摘要：本文详细研究了一种新型圆筒混合机的结构特点及性能。
通过理论分析、模拟实验和实际生产应用，深入探讨了其混合效率、能耗、结构优化等方面的内容。
本文旨在为相关领域的研究者、工程师以及设备使用者提供一种新型混合机设备的参考与借鉴。
一、引言圆筒混合机作为物料混合的重要设备，广泛应用于化工、食品、医药等各个领域。
随着科技的不断进步，新型圆筒混合机的研发成为了提升生产效率和混合质量的重点研究方向。
本文研究的重点就是这一新型圆筒混合机的结构特点及其性能的深入剖析。
二、新型圆筒混合机的结构特点新型圆筒混合机主要由圆筒体、驱动装置、进出料口等部分组成。
其特点包括：1. 圆筒体设计：采用高强度合金材料制造，具有良好的耐腐蚀性和抗疲劳性。
其独特的内部结构设计能够保证物料在混合过程中的均匀性。
2. 驱动装置：采用先进的电机驱动技术，确保了混合机的运行稳定性和可靠性。
同时，通过智能控制系统，可以实现混合过程的自动化和精确控制。
3. 进出料口：设计为可调节式，可根据物料的性质和混合需求调整进料和出料的速度，提高混合效率。
三、新型圆筒混合机的性能研究1. 混合效率：新型圆筒混合机通过独特的搅拌装置和内部结构设计，使物料在短时间内达到均匀混合，大大提高了混合效率。
2. 能耗：采用先进的电机驱动技术和智能控制系统，使得新型圆筒混合机在保证混合质量的同时，降低了能耗，提高了能源利用效率。
3. 结构优化：通过对圆筒体、驱动装置、进出料口等部分的优化设计，提高了设备的整体稳定性和使用寿命。
同时，设备的维护和检修也更加便捷。
四、实验与实际应用为了验证新型圆筒混合机的性能，我们进行了理论分析、模拟实验以及实际生产应用。
通过对比传统圆筒混合机和新型圆筒混合机的性能指标，发现新型设备在混合效率、能耗和稳定性等方面均有所提升。
在实际生产应用中，新型圆筒混合机也得到了广大用户的好评，为相关领域的发展提供了有力支持。
圆筒制粒机外滚煤设备工艺仿真与试验研究的开题报告
圆筒制粒机外滚煤设备工艺仿真与试验研究的开题报告一、选题背景及意义随着工业化进程的加快和生产技术的不断更新，各行各业的生产过程都有了相应的改进和升级，制粒工艺也不例外。
目前，圆筒制粒机已经成为生产制粒的主流设备之一，其具有制粒效率高、成品粒度均匀等特点。
然而，圆筒制粒机也存在一些问题，例如外滚煤设备需求较高的能源消耗以及生产效率有限等。
因此，通过工艺仿真与试验研究圆筒制粒机外滚煤设备，可有效解决这些问题，提高生产效率和成品质量。
二、研究内容及思路本论文主要研究圆筒制粒机外滚煤设备工艺仿真与试验研究，将分为以下几个方面进行：1. 圆筒制粒机外滚煤设备工艺仿真。
通过建立相应的数学模型，对制粒工艺进行仿真，探究参数变化对制粒效果的影响，进而优化圆筒制粒机的工艺参数，提高生产效率和成品质量。
2. 圆筒制粒机外滚煤设备试验研究。
通过在实验室仿真实验室内进行试验研究，验证仿真结果的准确性，进一步探究圆筒制粒机的外滚煤工艺，为圆筒式制粒机的更进一步优化提供数据支持。
3. 分析与讨论。
通过对圆筒制粒机外滚煤设备工艺仿真与试验研究的分析与讨论，探究圆筒式制粒机如何进一步优化设计，提高其生产效率和成品质量。
三、拟采取的方法本文主要采用以下研究方法：1. 数学模型建立与仿真分析。
运用相关数学模型，对圆筒制粒机外滚煤设备制粒过程进行仿真分析。
2. 实验室模拟实验。
采用实验室模拟实验的方法，通过对制粒过程的观测、数据分析等方式，验证数学模型的准确性。
3. 实验数据分析与讨论。
通过实验数据的统计、分析和讨论，得到制粒过程中关键参数变化与生产效率、成品质量之间的关系，为圆筒式制粒机的优化设计提供依据。
四、预期成果通过本文研究，预期可以得到以下成果：1. 完善圆筒制粒机外滚煤设备工艺参数，提高生产效率和成品质量。
2. 通过实验研究和数学模型仿真，探究制粒过程中的问题，提出相应的解决方案和建议。
3. 提高圆筒式制粒机的生产效率，降低制粒成本，提高竞争力。
《新型圆筒混合机结构与性能研究》范文
《新型圆筒混合机结构与性能研究》篇一摘要：本文主要研究了新型圆筒混合机的结构与性能。
通过对新型圆筒混合机结构的设计、制造、实验与应用等方面进行深入探讨，旨在提高混合机的混合效率、稳定性和使用寿命，为相关行业提供理论依据和技术支持。
一、引言圆筒混合机作为一种重要的混合设备，广泛应用于化工、食品、医药、建材等领域。
随着科技的不断发展，新型圆筒混合机的结构与性能研究成为了一个热点领域。
本文从新型圆筒混合机的结构特点、工作原理、性能分析等方面进行详细阐述，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、新型圆筒混合机结构特点新型圆筒混合机结构具有以下特点：1. 优化筒体设计：新型圆筒混合机采用优化设计的筒体结构，提高了混合效率。
筒体内部光滑，无死角，避免了物料在混合过程中的残留。
2. 高效搅拌装置：新型圆筒混合机配备了高效搅拌装置，包括搅拌轴、搅拌桨等，实现了快速均匀的混合效果。
3. 稳定支撑系统：采用稳定的支撑系统，确保混合机在运行过程中的稳定性，降低了设备故障率。
4. 智能化控制系统：配备智能化控制系统，实现设备的自动化控制，提高了生产效率。
三、新型圆筒混合机工作原理新型圆筒混合机通过以下工作原理实现物料的混合：1. 物料进入：物料通过进料口进入圆筒混合机内部。
2. 搅拌混合：搅拌装置对物料进行搅拌，使物料在圆筒内进行充分混合。
3. 排料出机：混合均匀的物料通过出料口排出圆筒混合机。
四、性能分析1. 混合效率：新型圆筒混合机采用优化设计的结构和高效搅拌装置，提高了混合效率。
实验结果表明，新型圆筒混合机的混合效率比传统设备提高了约XX%。
2. 稳定性：采用稳定的支撑系统和智能化控制系统，确保了新型圆筒混合机在运行过程中的稳定性。
经过长时间运行测试，设备故障率较低。
3. 使用寿命：新型圆筒混合机的材料选择和制造工艺均经过精心设计，确保了设备的使用寿命。
在实际应用中，该设备的维修周期和寿命均较传统设备有所延长。
4. 能耗情况：新型圆筒混合机采用节能设计，运行过程中能耗较低。
《新型圆筒混合机结构与性能研究》
《新型圆筒混合机结构与性能研究》篇一摘要：本文主要研究了新型圆筒混合机的结构设计与性能特点。
通过对圆筒混合机的结构进行优化设计，提高了混合效率与均匀性，同时增强了设备的稳定性和耐用性。
本文首先介绍了圆筒混合机的研究背景与意义，接着详细描述了新型圆筒混合机的结构设计，并对其性能进行了实验验证与分析，最后总结了新型圆筒混合机的优势及其应用前景。
一、引言圆筒混合机作为一种重要的工业设备，广泛应用于化工、医药、食品等领域，用于混合各种粉状、颗粒状物料。
随着科技的进步和工业生产的需求，传统圆筒混合机的性能已经难以满足现代生产的要求。
因此，对新型圆筒混合机结构与性能的研究显得尤为重要。
二、新型圆筒混合机的结构设计新型圆筒混合机的结构设计主要从以下几个方面进行优化：1. 圆筒结构：采用高强度材料制作圆筒，提高了设备的承载能力和抗冲击性能。
同时，圆筒内壁采用特殊设计，减少了物料残留，提高了混合效率。
2. 驱动系统：采用先进的电机和减速器组合，实现了高效、低噪音的驱动方式。
同时，通过智能控制系统，可以实时调整混合机的转速和转向，以满足不同物料的混合需求。
3. 进出料系统：进出料系统采用快速开门设计，方便物料的装卸。
同时，进料口和出料口的位置和大小可调，以适应不同粒度和密度的物料。
4. 安全保护系统：设备配备有超温、过载等安全保护装置，确保设备在异常情况下能够及时停机，保护设备免受损坏。
三、新型圆筒混合机的性能研究为了验证新型圆筒混合机的性能，我们进行了以下实验：1. 混合均匀性实验：通过对比新型圆筒混合机与传统设备的混合效果，发现新型圆筒混合机在短时间内即可达到较高的混合均匀度。
2. 稳定性与耐用性实验：在长时间连续运行的情况下，新型圆筒混合机表现出较高的稳定性和耐用性，故障率明显降低。
3. 生产效率实验：通过对比不同设备的生产效率，发现新型圆筒混合机在保证混合质量的同时，提高了生产效率。
四、实验结果分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 新型圆筒混合机在结构上进行了优化设计，提高了设备的承载能力和抗冲击性能，减少了物料残留，从而提高了混合效率。
滚筒内颗粒混合过程的实验研究
第４２卷第１期２０２１年１月东北大学学报(自然科学版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)Ｖｏｌ.４２ꎬＮｏ.１Ｊａｎ.２０２１㊀ｄｏｉ:１０.１２０６８/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－３０２６.２０２１.０１.００８滚筒内颗粒混合过程的实验研究荣文杰１ꎬ秦德越１ꎬ李宝宽１ꎬ冯昱清２(１.东北大学冶金学院ꎬ辽宁沈阳㊀１１０８１９ꎻ２.联邦科学与工业研究组织ꎬ澳大利亚墨尔本㊀ＶＩＣ３１６８)摘㊀㊀㊀要:通过自行设计搭建的滚筒实验平台ꎬ以玻璃珠为颗粒材料ꎬ探究了不同尺寸颗粒的混合/分离过程ꎬ并测量不同操作参数下的滚筒功率消耗.实验结果表明:高填充比时颗粒分离现象更明显ꎬ呈现典型的小颗粒被大颗粒包围的现象.在低填充比时ꎬ对于尺寸接近的颗粒不同转速下的颗粒分离现象不明显.颗粒粒径差距越大ꎬ颗粒分离现象越明显.随着滚筒转速和填充比的逐渐增大ꎬ功率消耗逐渐增大ꎬ而相比之下功率消耗对粒径比的敏感性比较低.关㊀键㊀词:滚筒ꎻ颗粒混合ꎻ转速ꎻ填充比ꎻ粒径比中图分类号:ＴＫ０５㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－３０２６(２０２１)０１－００４９－０６ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＰａｒｔｉｃｌｅＭｉｘｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｉｎＲｏｔａｔｉｎｇＤｒｕｍＲＯＮＧＷｅｎ￣ｊｉｅ１ꎬＱＩＮＤｅ￣ｙｕｅ１ꎬＬＩＢａｏ￣ｋｕａｎ１ꎬＦＥＮＧＹｕ￣ｑｉｎｇ２(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙꎬＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣｏｍｍｏｎｗｅａｌｔｈＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｅｓｅａｒｃｈＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎꎬＭｅｌｂｏｕｒｎｅＶＩＣ３１６８ꎬＡｕｓｔｒａｌｉａ.Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＬＩＢａｏ￣ｋｕａｎꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｌｉｂｋ＠ｓｍｍ.ｎｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｍｉｘｉｎｇａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ￣ｓｉｚｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎａｓｅｌｆ￣ｄｅｓｉｇｎｅｄｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄꎬｗｈｅｒｅｔｈｅｇｌａｓｓｂｅａｄｓｗｅｒｅｔａｋｅｎａｓｐａｒｔｉｃｌｅｓ.Ｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅｅｖｉｄｅｎｔｗｈｅｎｔｈｅｄｒｕｍｉｓｏｐｅｒａｔｅｄａｔｈｉｇｈｆｉｌｌｌｅｖｅｌꎬｗｈｅｒｅｔｈｅｓｍａｌｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄｂｙｌａｒｇｅｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｍｏｓｔｌｙｏｂｓｅｒｖｅｄ.Ｗｈｅｎｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｉｓｌｏｗꎬｉｔｉｓｕｎｏｂｖｉｏｕｓｆｏｒｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｓｉｚｅｐａｒｔｉｃｌｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｓ.Ｔｈｅｌａｒｇｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅꎬｔｈｅｍｏｒｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｓ.Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄａｎｄｆｉｌｌｌｅｖｅｌꎬｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬｗｈｉｌｅｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｅｓｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｒａｔｉｏ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍꎻｐａｒｔｉｃｌｅｍｉｘｉｎｇꎻｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄꎻｆｉｌｌｌｅｖｅｌꎻｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｒａｔｉｏ㊀㊀滚筒是一种常用的颗粒物质处理设备ꎬ应用于多个工业领域.比如冶金领域用于物料焙烧的回转窑ꎬ农业领域用于粮食干燥的滚筒干燥器ꎬ磨矿生产中研磨矿石的球磨机和制药行业的药品混合器等都可以看作是滚筒[１－４].滚筒的旋转由电机驱动ꎬ颗粒物料在滚筒内的处理过程会消耗大量电能.比如在选矿厂中ꎬ磨机的电耗占整个选矿厂的７０％~８０％[５].研究滚筒内部颗粒混合过程的功率消耗具有广泛的应用意义和经济价值.虽然滚筒结构简单ꎬ操作容易ꎬ但是其内部颗粒物料的运动规律非常复杂.尤其当滚筒内部颗粒在尺寸㊁密度和形状等不同时ꎬ颗粒之间还会出现混合或分离现象[６－７].滚筒内颗粒分离分为径向分离和轴向分离ꎬ径向分离一般在滚筒旋转几圈后即出现ꎬ而轴向分离出现得非常慢ꎬ所以大部分研究都是针对径向分离的.关于颗粒混合与分离的实验研究主要集中在混合/分离机理的研究[８－１２].Ｎｉｔｙａｎａｎｄ等[１１]研究了滚筒在不同转速下的颗粒径向分离ꎬ发现分离速率是转速的函数而与床层厚度无关.Ａｌｉｚａｄｅｈ收稿日期:２０２０－０６－３０等[１２]采用放射性粒子跟踪技术研究了滚筒内的颗粒分离机理ꎬ捕捉到了典型的小颗粒被大颗粒包围现象.伴随颗粒混合/分离机理的研究ꎬ本文还关注了滚筒功率消耗情况.为了直观理解颗粒的混合与分离过程ꎬ并探究功率消耗的规律ꎬ本文针对不同粒径的二元颗粒展开实验研究.设计了一套滚筒实验装置ꎬ以玻璃珠为颗粒材料分别研究了不同滚筒操作参数(转速和填充比)和不同颗粒参数(粒径比)的颗粒混合过程ꎬ并总结滚筒功率消耗的规律.１㊀滚筒的工作原理与操作参数滚筒一般是水平放置ꎬ绕中心轴旋转ꎬ如图１所示.滚筒的几何参数主要包括直径和长度.滚筒的操作参数主要包括转速和填充比[１３].当滚筒转速较低时ꎬ紧贴滚筒壁面的颗粒随滚筒旋转到一定高度抛落下来ꎬ此时抛落点Ａ处离心力等于重力在法向方向的分量(ＦＡ＝ＧＡ ｃｏｓθ).当颗粒可以随滚筒旋转一起作圆周运动时ꎬ即颗粒可以随滚筒到达点Ｂꎬ颗粒受到的离心力和重力相等(ＦＢ＝ＧＢ)ꎬ此时滚筒的转速定义为临界转速[１４]:ｎｃ＝３０Ｒ.(１)式中:ｎｃ是临界转速ꎬｒ/ｍｉｎꎻＲ是滚筒半径ꎬｍ.图１㊀滚筒示意图Ｆｉｇ.１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍ㊀㊀颗粒在滚筒内的填充比定义为颗粒的总体积与滚筒体积的比值[１５].在图１中ꎬ填充比η可以按下式计算:η＝αＲ２－ｈＲｓｉｎα()ＬπＲ２Ｌ.(２)式中ꎬｈ和α分别表示颗粒填充部分表面到滚筒圆心的高度和填充部分所在扇形圆心角的一半.２㊀实验装置与实验方案２ １㊀实验装置本文作者自行设计并搭建了一套滚筒实验装置ꎬ如图２所示.１ 电机ꎻ２ 与电机配套的减速器ꎻ３ 动态扭矩传感器ꎻ４ ２４Ｖ开关电源ꎻ５ 计算机ꎻ６ 滚筒ꎻ７ 支架ꎻ８ 传动轴ꎻ９ 联轴器ꎻ１０ 轴承盒.图２㊀实验装置图Ｆｉｇ.２㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅ㊀㊀滚筒是该实验装置的主要工作部件ꎬ整体可以看作由一端支撑的悬臂梁结构ꎬ其内部结构如图３所示.滚筒由筒体㊁内衬㊁后挡板和由两块半圆形玻璃板拼接而成的前挡板组成.滚筒内径为珠的混合状态ꎬ便于实验记录与分析ꎬ并且拼接结构方便在实验过程中装卸玻璃珠.筒体材料是有机玻璃ꎬ由于其比较光滑很难带动玻璃珠转动ꎬ添加了筒体内衬来增加玻璃珠与筒体之间的摩擦.利用减速器配合电机以合适的转速驱动滚筒转０５东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４２卷扭矩和功率ꎬ并由扭矩传感器软件的数据线连接到计算机显示动态测量结果.２４Ｖ开关电源为扭矩传感器供电.联轴器起到连接不同设备传动轴的作用.轴承盒用于滚筒端传动轴的固定.实验装置中增设了尺寸合适的支架以保证传动轴的水平高度相同ꎬ使滚筒的旋转更为稳定.图３㊀滚筒Ｆｉｇ.３㊀Ｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍ２ ２㊀实验方案为了研究颗粒在不同混合状况下的功率分布情况ꎬ本文设计了３组变量ꎬ填充比为２０％ꎬ３５％ꎬ５０％ꎻ转速为２２ꎬ５４ꎬ８１ｒ/ｍｉｎꎻ粒径比为３ʒ４ꎬ３ʒ５ꎬ３ʒ６.玻璃珠的直径分别为３ꎬ４ꎬ５和６ｍｍꎬ密度均为２８００ｋｇ/ｍ３.为了区分不同尺寸的玻璃珠ꎬ直径３ｍｍ的玻璃珠选用白色ꎬ其他直径玻璃珠为绿色.实验开展过程中ꎬ首先接通电机电源与动态扭矩传感器电源ꎬ完成通电.然后将滚筒前挡板的一块半圆形玻璃拆下ꎬ将不同直径的玻璃珠按照体积比１ʒ１的数量分批装入滚筒中.文献[９]已证实初始颗粒放置方式不影响最终的颗粒混合结果ꎬ所以本实验中白色小玻璃珠在下层ꎬ绿色大玻璃珠在上层.装料后ꎬ将玻璃珠表面铺平ꎬ以便于实验过程中观察玻璃珠混合情况.如图４所示.图４㊀不同填充比玻璃珠初始分布情况Ｆｉｇ.４㊀Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇｌａｓｓｂｅａｄｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｌｌｌｅｖｅｌ(ａ) ２０％ꎻ(ｂ) ３５％ꎻ(ｃ) ５０％.㊀㊀玻璃珠装完后ꎬ将拆下的半圆形有机玻璃板用螺丝固定到滚筒上ꎬ打开减速器上的开关ꎬ调至设计转速.同时ꎬ将ＤＹＮ－２００扭矩传感器软件的数据线连接至计算机端口ꎻ打开端口后ꎬ计算机端的ＤＹＮ－２００扭矩传感器软件开始记录扭矩㊁转速和功率的实时数据.实验过程中ꎬ用高速摄像机对旋转滚筒内部的玻璃珠混合过程进行拍摄和录像.３㊀结果与讨论在实验过程中观察到玻璃珠混合非常快ꎬ一般滚筒旋转几圈即可达到充分混合.当观察到混合状态不再改变后ꎬ会让滚筒继续旋转一定时间ꎬ尽可能消除观察误差ꎬ然后得到实验结果.３ １㊀不同工况下的颗粒混合结果表１展示了当粒径比为３ʒ４时填充比和转速色玻璃珠更趋向于集中分布在床层的中间位置ꎬ而绿色玻璃珠包围白色玻璃珠ꎬ即渗透作用引起的玻璃珠分离现象更明显.当滚筒转速为２２ｒ/ｍｉｎ时ꎬ随着填充比增大ꎬ分离现象明显.当转速为５４ｒ/ｍｉｎ时ꎬ玻璃珠在相同填充比情况下比转速为２２ｒ/ｍｉｎ时混合得更好.但是当转速为８１ｒ/ｍｉｎꎬ填充比为５０％时ꎬ滚筒外侧能看到的基本是白色小玻璃珠ꎬ玻璃珠之间既没有典型的分离现象ꎬ也没有混合均匀.这一现象在文献中从未见到过.分析其原因是滚筒在设计时ꎬ为了保证其旋转的稳定性ꎬ传动轴穿入滚筒内大约１５ｍｍꎬ相当于５个３ｍｍ小玻璃珠的直径.实验过程中观察到当玻璃珠在运动过程中撞击到滚筒中间的螺母时会受到力的作用而远离本来的运动路径.当不同直径的玻璃珠以体积比１ʒ１放入滚筒中ꎬ白色小玻璃珠的数量会多于绿色大玻璃珠ꎬ所以壁面附近出现了更多被撞击后的白色玻璃珠ꎬ最终１５第１期㊀㊀㊀荣文杰等:滚筒内颗粒混合过程的实验研究表１㊀玻璃珠混合分布(粒径比３ʒ４)Ｔａｂｌｅ１㊀Ｔｈｅｍｉｘｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇｌａｓｓｂｅａｄｓ(ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｒａｔｉｏ３ʒ４)转速ｒ ｍｉｎ－１填充比２０％３５％５０％２２５４８１㊀㊀表２展示了当转速为２２ｒ/ｍｉｎ时填充比和粒径比对玻璃珠混合分布的影响.从图中可以看出ꎬ当粒径比为３ʒ４和３ʒ５时ꎬ在低填充比情况下ꎬ玻璃珠分离现象不明显ꎬ但是当粒径比为３ʒ６时ꎬ在不同填充比情况下玻璃珠都分离得很明显.随着玻璃珠直径差距越来越大ꎬ在相同的填充比下玻璃珠的分离现象越来越明显ꎬ原因是粒径差距越大ꎬ渗透作用越明显.填充比固定时ꎬ每种玻璃珠的总体积是固定的ꎬ所以玻璃珠直径越大ꎬ玻璃珠数量就越少ꎬ当径向分离后ꎬ绿色大玻璃珠占据的区域随着其直径的变大而变小.㊀㊀表３展示了当填充比为２０％时ꎬ转速和粒径比对玻璃珠混合分布的影响.在不同滚筒转速下ꎬ随着玻璃珠直径差距变大ꎬ玻璃珠分离现象更明显.当转速为２２ｒ/ｍｉｎꎬ在粒径比为３ʒ６时ꎬ白色玻璃珠被绿色玻璃珠包围的现象非常明显.在相同粒径比下ꎬ随着滚筒转速的提高ꎬ玻璃珠混合程度加强.但是可以看出ꎬ当粒径比为３ʒ６时ꎬ同样在８１ｒ/ｍｉｎ的转速下ꎬ玻璃珠的混合效果相对于其他两种粒径比要差一些.由此可见当转速和粒径比两种因素共同作用时ꎬ玻璃珠粒径差距越大ꎬ转速对玻璃珠分离的影响越小.出现这一现象的原因是当玻璃珠粒径差距越大时ꎬ大玻璃珠之间的间隙越大ꎬ小玻璃珠越容易渗入到大玻璃珠之间ꎬ转速对渗透作用的影响便减弱.３ ２㊀不同因素对功率消耗的影响全部工况的功率消耗情况如图５所示.可以看出滚筒的功率消耗对转速和填充比的敏感性远高于粒径比.随着填充比的增加ꎬ功率消耗逐渐增加.随着转速的增大ꎬ功率消耗也明显地逐渐增加.但是粒径比对功率消耗的影响相对而言非常小ꎬ从柱状图上并不能明确分辨其影响规律.本文对功率消耗的具体数值进行比较ꎬ发现除了填充比为３５％ꎬ转速为８１ｒ/ｍｉｎ时粒径比为３ʒ５的功率消耗高于粒径比３ʒ６ꎬ其他情况下玻璃珠粒径差距越大ꎬ功率消耗越高.２５东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４２卷表２㊀玻璃珠混合分布(转速２２ｒ/ｍｉｎ)Ｔａｂｌｅ２㊀Ｔｈｅｍｉｘｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｇｌａｓｓｂｅａｄｓ(ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ２２ｒ/ｍｉｎ)粒径比填充比２０％３５％５０％３ʒ４３ʒ５３ʒ６表３㊀玻璃珠混合分布(填充比２０％)Ｔａｂｌｅ３㊀Ｔｈｅｍｉｘｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｇｌａｓｓｂｅａｄｓ(ｆｉｌｌｌｅｖｅｌ２０％)粒径比转速/(ｒ ｍｉｎ－１)２２５４８１３ʒ４３ʒ５３ʒ６３５第１期㊀㊀㊀荣文杰等:滚筒内颗粒混合过程的实验研究图５㊀不同工况的功率消耗Ｆｉｇ ５㊀Ｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ４㊀结㊀㊀论本文采用自行设计的滚筒实验装置分别研究了不同滚筒操作参数下玻璃珠混合过程及其功率消耗情况.实验结果表明ꎬ对于当前实验中的滚筒ꎬ玻璃珠填充得越多ꎬ玻璃珠分离现象越明显ꎬ功率消耗越多.在低填充比ꎬ玻璃珠粒径接近时ꎬ不同转速下的玻璃珠分离现象不明显ꎬ但是功率消耗对转速的敏感性比较高ꎬ转速越高ꎬ功率消耗越多.当粒径大小差距更大时ꎬ玻璃珠分离现象明显ꎬ但是功率消耗对粒径比的敏感性远低于转速和填充比.参考文献:[１]㊀ＲｏｎｇＷＪꎬＦｅｎｇＹＱꎬＳｃｈｗａｒｚＰꎬｅｔａｌ.ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｎｔａｃｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＤＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎａｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍｕｓｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ３６２:６０４－６１４.[２]㊀ＳｉｌｖｅéｒｉｏＢＣＳꎬＫａ ｓｓｉａＫꎬＳａｎｔｏｓＧꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎꎬｅｌａｓｔｉｃꎬａｎｄｒｅｓｔｉｔｕｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｎｔｈｅｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｒｏｔａｒｙｄｒｙｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｗｉｔｈｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ[Ｊ].Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１４ꎬ５３(２１):８９２０－８９２６.[３]㊀ＣｌｅａｒｙＰＷ.Ｃｈａｒｇｅｂｅｈａｖｉｏｕｒａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｂａｌｌｍｉｌｌｓ:ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｍｉｌｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｌｉｎｅｒ㊀㊀ｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｃｈａｒｇｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏａｎｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｎｅｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２００１ꎬ６３(２):７９－１１４.[４]㊀ＳｏｎｉＲＫꎬＭｏｈａｎｔｙＲꎬＭｏｈａｎｔｙＳꎬｅｔａｌ.ＮｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｉｘｉｎｇｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｄｒｕｍｍｉｘｅｒｓｕｓｉｎｇＤＥＭ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１６ꎬ２７(２):５３１－５４０.[５]㊀陈炳辰.磨矿分级进展(上)[Ｊ].金属矿山ꎬ１９９９(１１):１２－１７.(ＣｈｅｎＢｉｎｇ￣ｃｈｅｎ.Ａｄｖａｎｃｅｉｎｇｒｉｎｄｉｎｇａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ(ｐａｒｔｏｎｅ)[Ｊ].ＭｅｔａｌＭｉｎｅｓꎬ１９９９(１１):１２－１７.)[６]㊀ＸｕＹꎬＸｕＣꎬＺｈｏｕＺꎬｅｔａｌ.２ＤＤＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｍｉｘｉｎｇｉｎｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍ:ａｐａｒａｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｙ[Ｊ].Ｐａｒｔｉｃｕｏｌｏｇｙꎬ２０１０ꎬ８(２):１４１－１４９.[７]㊀ＲｏｎｇＷＪꎬＦｅｎｇＹＱꎬＳｃｈｗａｒｚＰꎬｅｔａｌ.ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｓｏｌｉｄｆｌｏｗｂｅｈａｖｉｏｒｉｎａｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍｂａｓｅｄｏｎａｍｕｌｔｉｐｈａｓｅＣＦＤｍｏｄｅｌａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒｓｏｌｉｄｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｗａｌｌｆｒｉｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ３６１:８７－９８.[８]㊀ＤｉｎｇＹＬ.Ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆｇｒａｎｕｌａｒｆｌｏｗｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｐｌａｎｅｏｆａｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｕｌｔｉｐｈａｓｅＦｌｏｗꎬ２００２ꎬ２８(４):６３５－６６３.[９]㊀苏天一.滚筒中二元玻璃珠混合影响因素实验与模拟研究[Ｄ].沈阳:东北大学ꎬ２０１４.(ＳｕＴｉａｎ￣ｙｉ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｂｉｎａｒｙｐａｒｔｉｃｌｅｍｉｘｉｎｇｉｎｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒ[Ｄ].Ｓｈｅｎｙａｎｇ:ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１４.)[１０]樊赟赟ꎬ吴凤元ꎬ梁力ꎬ等.颗粒材料崩塌模拟与特征研究[Ｊ].东北大学学报(自然科学版)ꎬ２０１８ꎬ３９(６):８９２－９０１.(ＦａｎＹｕｎ￣ｙｕｎꎬＷｕＦｅｎｇ￣ｙｕａｎꎬＬｉａｎｇＬｉꎬｅｔａｌ.Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｇｒａｎｕｌａｒｍａｔｅｒｉａｌｃｏｌｌａｐｓｅａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)ꎬ２０１８ꎬ３９(６):８９２－９０１.)[１１]ＮｉｔｙａｎａｎｄＮꎬＭａｎｌｅｙＢꎬＨｅｎｅｉｎＨ.Ａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒａｄｉａｌｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｄｓｐｈｅｒｉｃａｌｓｏｌｉｄｓｉｎｒｏｔａｒｙｃｙｌｉｎｄｅｒｓ[Ｊ].ＭｅｔａｌｌｕｇｉｃａｌＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＢꎬ１９８６ꎬ１７:２４７－２５７.[１２]ＡｌｉｚａｄｅｈＥꎬＤｕｂéＯꎬＢｅｒｔｒａｎｄＦꎬｅｔａｌ.Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｘｉｎｇａｎｄｓｉｚｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｉｎａｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍｂｙａｐａｒｔｉｃｌｅｔｒａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＡＩＣｈＥＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１３ꎬ５９(６):１８９４－１９０５.[１３]ＣｌｅａｒｙＰＷꎬＯｗｅｎＰ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｏｎｔｈｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎａＳＡＧｍｉｌｌ[Ｊ].ＭｉｎｅｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ１３２:２９７－３１５.[１４]李鸿程ꎬ董为民ꎬ郑广明.球磨机理论临界转速的探讨[Ｊ].新技术新工艺ꎬ２０１２(２):５８－６０.(ＬｉＨｏｎｇ￣ｃｈｅｎｇꎬＤｏｎｇＷｅｉ￣ｍｉｎꎬＺｈｅｎｇＧｕａｎｇ￣ｍｉｎｇ.Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄｏｆｂａｌｌｍｉｌｌ[Ｊ].ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＮｅｗＰｒｏｃｅｓｓꎬ２０１２(２):５８－６０.)[１５]ＮｏｒｏｕｚｉＨＲꎬＺａｒｇｈａｍｉＲꎬＭｏｓｔｏｕｆｉＮ.Ｉｎｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｔｈｅｇｒａｎｕｌａｒｆｌｏｗｉｎｒｏｔａｔｉｎｇｄｒｕｍｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎꎬ２０１５ꎬ１０２:１２－２５.４５东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第４２卷。