水平滚筒内二元颗粒体系径向分离模式的数值模拟研究!.PDFVIP

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水平滚筒内二元颗粒体系径向分离模式的数值模拟研究!

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ) ! #%%’ ! , , , Q84 ,) P8 , ! /2?;2F5 #%%’ ( ) !%%%*$#C%D#%%’D) %! D%$##*% JHKJ LMN+OHJ +OPOHJ !#%%’ H73? , L75A , +8 , 水平滚筒内二元颗粒体系径向分离模式的 数值模拟研究! ) ) 赵永志! 程 易# !)(浙江大学化学工程与生物工程学系化工机械研究所,杭州 $!%%# ) # )(清华大学化学工程系,北京 !%%%’( ) ( 年 月 日收到; 年 月 日收到修改稿) #%% ! $% #%% ) ## 发展了考虑法向接触力、切向接触力和力矩、以及滚动摩擦力矩的三维三方程线性弹性 阻尼离散单元模型及 * 计算程序,对薄滚筒内二元 型颗粒体系进行了数值模拟,发现采用本文的数学模型可以准确地预测出滚筒内二 + 元 型颗粒流的分层现象 分析了影响滚筒内颗粒分层的因素,讨论了滚筒转速、颗粒装载率等参数对分层的影 + , 响,当转速较高时,滚筒内形成大颗粒在外、小颗粒在内、具有圆形界面的月亮模式,当转速较低时形成具有波浪形 界面的花瓣模式,并且随着滚筒转速的逐渐降低,花瓣的数量逐渐增加,数值模拟结果与实验完全符合, 模拟还得 到了花瓣模式的形成过程:混合均匀的两种颗粒在旋转的过程中很快分离,随后在交界区域相互渗透,造成波动界 面,最终形成稳定的花瓣模式, 一旦花瓣模式形成,滚筒内的颗粒流动出现明显的波动现象,颗粒流的上表面以上 弦、下弦形式不断交替,同时流速也快、慢交替, 最后探讨了滚筒内花瓣模式分层运动形成的必要条件及机理, 关键词:分层,滚筒,模式形成,离散单元方法 : , , !## (-!% %)#%. -!#%/ 的研究内容之一 一般有两种形式,一种是轴向分离 , [, ] [ ] 和分层C !% !! ,另一种是径向的分离和分层 对于轴 !@ 引 言 ,

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