基于离散单元法的颗粒物料休止角仿真研究控制工程专业论文.docxVIP

优秀毕业论文 精品参考文献资料 基于离散单元法的颗粒物料休止角仿真研究摘要 基于离散单元法的颗粒物料休止角仿真研究 摘要 颗粒物料在自然界和工程应用领域中极为普遍，休止角(repose angle)是颗粒物料 的一种重要物理属性，是表征转筒类过程装备内物料状态的重要特征量。国内外学者对 休止角进行了很多实验研究，但在目前的研究成果中，实验对象大部分为球形颗粒，而 实际工业生产中的物料形状主要为不规则颗粒，球形颗粒的运动规律是否能够反映非球 形颗粒的运动还有待于验证。此外，实验转筒的尺寸普遍偏小，与实际生产所应用的转 筒尺寸有较大差别，是否能将小转筒所得到结果上推到工业尺度回转简装备中还需要进 一步研究。 针对以上问题，本文根据实验室回转筒设备以及圆柱体颗粒物料的实际尺寸，对不 同转速下(2．87rpm．1 7．23rpm)的颗粒物料运动过程进行DEM建模和仿真，在EDEMlM 环境下完成了各模块的参数设定。搭建了相应的回转筒实验平台，来模拟转筒型过程装 备中圆柱体颗粒物料的运动状态，通过图像采集装置获得物料运动的图像信息。给出了 基于图像处理技术的颗粒物料动态休止角的检测算法，并基于以上算法对物料状态图像 进行检测，获得不同操作参数下的颗粒物料休止角仿真实验曲线以及物理实验曲线。通 过对物料状态图像、休止角动态变化曲线的对比，验证了DEM仿真结果的正确性。基 于所建立的精确DEM模型，对工业尺度回转筒内的颗粒系统进行了不同实验条件下的 仿真实验。研究发现，转简直径不变时，休止角随着转速的增加，由30．274-1．50度增长 34．034-0．32度，有明显的上升趋势：转速不变时，随着转简直径的增加休止角由 37．234-2．49度下降到28．644-0．49度，有明显的下降趋势。该结论与其他人员在小转筒内 所得结论一致，证明在小转筒内所得的休止角规律可以上推至一定范围内的工业尺度转 筒中。 关键词：物料状态；EDEM；离散单元法；休止角；非球形颗粒 II 万方数据 工程硕士学位论文Abstract 工程硕士学位论文 Abstract The granular material exists widely in nature and engineering application．Repose angle is one of the important physical properties of granular materials which is used to characterize the state of the material in the process of rotating drum．Many scholars have studied the repose angle，however,current results show that most of simulated objects are spherical particles，whereas in practice，the objects mainly are non-spherical particles．In addition，the size of rotating equipment is not equivalent to that in actual production．Therefore，further research is needed to make to find out that whether the results from the small rotary drum Can be extend to the industrial scale rotary drum equipment． To solve the problems mentioned above，the DEM modeling and simulation of granular material movement process at different rotational speeds(2．87rpm一1 7．23rpm)ale carried out according to actual size of the rotating process equipment and the actual size of the cylinder material particles in the present work．The parameters of each module are set in the EDEMTM． Experimental set—up is established to simulate the material m