沥青搅拌设备烘干筒参数对骨料温升的影响

为了提高烘干筒的传热效率,以LB4000型沥青搅拌设备的烘干筒为研究对象,在分析烟气流体、固态骨料以及烘干筒壁之间辐射、对流、接触多种传热过程耦合作用的基础上,针对料帘区域建立了一维轴向传热模型,采用4阶Runge-Kutta算法分工况对模型进行了数值求解;分析叶片圆周数量和烘干筒转速对骨料温升的影响,采用基于Eulerian-Eulerian算法的离散元-流体力学耦合仿真(EDEM-FLUENT)对烘干筒的传热过程进行了数值模拟,并对传热模型进行验证。研究结果表明:骨料进料率和料帘换热面积是影响骨料温升的主要因素,料帘特性对烘干筒传热效率有重要影响,平均每增加1m2料帘换热面积,骨料的最终加热温度升高约1.3℃;叶片圆周数量由15片增加到20片,有利于增大料帘料量,加大换热面积,骨料最终加热温度明显升高,且骨料进料率越小温升幅度越大;提高烘干筒转速可增大料帘料量,但同时会缩短骨料在筒内的滞留时间,当烘干筒回转角速度为0.8rad/s时,料帘换热效率与骨料在筒内滞留时间的匹配最佳,骨料最终加热温度最高,增大或减小烘干筒转速均会对骨料温升产生不利影响;在优化烘干筒结构参数,提高传热效率的同时,应避免因料帘与烟气换热过于充分而造成排烟温度过低,对后续的引风除尘系统带来不利影响。     

变产量下扬料叶片对干燥滚筒 料帘分布的影响特性

搭建单叶片滚筒料帘实验平台,通过可移动的接料装置评价每个位置的料帘分布,并采用料帘变异系数构建料帘分布评价模型.研制6种结构的叶片,对每种叶片的料帘分布特性和变产量特性进行实验研究,得到适合变产量特性的叶片结构形式.实验结果表明:V字缺口叶片是6种叶片中料帘分布最佳、最适应变产量要求的叶片.     

双滚筒再生搅拌设备搅拌均匀性建模与仿真

为提高双滚筒再生搅拌设备的搅拌均匀性,对内筒转速、叶片安装角和搅拌臂相位角进行了设计,利用基于离散元方法(EDEM)的仿真软件建立了双滚筒再生搅拌设备模型,对搅拌过程进行了离散元仿真模拟.仿真结果表明:在设计范围内提高转速、减小叶片轴向安装角可以提高双滚筒再生搅拌设备的搅拌均匀性;在供料速率一定的情况下,搅拌臂相位角过大不利于混合料的搅拌;搅拌臂相位角对粗集料均匀性的影响程度非常显著,通过减小相位角可以快速降低其离散系数,提高搅拌均匀性.     

粗粒料颗粒破碎三维离散元模型及其在密度桶试验中的应用

采用局部应力集中的最大接触力破碎准则,将阿波罗填充模式和最大接触力方向相结合,考虑整体破碎与局部破碎两种破碎模式,建立模拟粗粒料颗粒破碎的离散元模型,对大粒径堆石料的大型相对密度试验机制进行了研究。结果表明:不同破碎模式下的细观力学响应存在较大差异,模拟大粒径堆石料的局部破碎模式可以有效提高数值模拟的精度;堆石块体强度越高,级配偏差对于极值干密度影响程度越大;密度桶高径比过小时,不利于堆石体的振动密实和颗粒重排列,此时试验级配最大干密度的测量值可能远低于理论值,以测量值作为堆石料现场压实检测判别标准,可能会出现相对密度大于1 的情况。     

离散元法中的集料三维数字模型构建

基于三维建模及PFC 5.0平台Fish语言开发一种集料三维离散元模型构建方法.基于三维建模构建集料颗粒几何形态特征,将集料几何形态导入PFC 5.0平台构建可表征集料几何形态的clump模板;调用clump模板在一定空间内生成clump用于集料离散元模拟.为评价该方法的有效性及准确性,使用填充度评价clump表征集料几何形态的效果,并采用单元球体数量量化虚拟集料对计算效率的影响,分析几何形态精度与填充算法效率的关系以及填充算法参数对填充度以及单元球体数量的影响.研究结果表明:集料几何形态特征点数量为1 000～2 000能够发挥填充算法的优势;按照填充算法推荐参数生成的clump块体可以较好地平衡填充精度与计算效率.该方法可以实现低成本、高效率生成集料三维离散元模型,为进一步数字化试件仿真提供有力技术支撑.     

基于EDEM FLUENT的液力湍流磨内部流场的数值模拟

为了细化物料细度及有效提高磨机研磨效率,建立基于EDEM软件的液力湍流磨颗粒离散元模型,通过EDEM FLUENT耦合仿真,获得涡轮叶片主要参数影响筒内流速机湍流强度的相关数据,进而分析磨介物料在筒内的运动和湍流状态.试验结果得出,磨介颗粒分布主要位于中下方,筒内顶部两侧的磨介颗粒数目较少.筒内产生了明显的涡流现象,产...     

基于行波电帘的太阳能电池板微尘自清洁研究

微尘累积会导致太阳能电池板发电效率大幅下降甚至损坏。以微尘在行波电帘空间下的运动规律和可控操纵理论及行波电帘电极参数最优化为目标开展应用基础研究,从地球微尘电学和力学特性着手,掌握微尘颗粒分布,带电或高压电场中电离和极化,以及微尘在电池板表面附着力等特性;采用边界元及离散元方法研究带电和不带电微尘在行波电帘空间受静电力、介电泳力、重力、阻力及粒子间电荷力等多力作用下的力学和运动学模型,揭示地球大气环境下微尘在行波电帘空间的运动规律及实现定向运动的控制理论;进而采用数值模拟仿真和正交试验研究行波电帘的电学参数(波形、电压和频率)、机械参数(电极宽度、电极间距、薄膜厚度)与除尘效率的关系,建立行波电帘除尘效率的数学模型和电帘电极参数多变量函数最优化方法,为建立一种适用于中国西部气候条件下的大规模电池板阵列和其他光电及仪器系统的自清洁方法提供理论和工艺支撑。     

掘进机截齿截割煤岩的离散元仿真方法

为了研究截齿截割煤岩的动态破坏过程,提出采用离散元法进行截齿截割煤岩的仿真分析.根据截割头结构建立了相应的离散元模型,采用二维圆盘颗粒建立了煤岩的离散元模型,通过接触和连接力学模型计算截割过程中的作用力.在此基础上,通过VC++6.0编写了离散元仿真计算程序,借助MFC建立友好的人机交互界面,实现了截齿截割煤岩工作过程的离散元仿真.通过对截割角为45°条件下的截齿截割煤岩进行仿真,结果初步证明了采用离散元法的可行性,为截齿截割过程分析和截齿的优化设计提供了一种新的研究手段.     

分数阶圆周卷积定理及其应用

从分数阶卷积定理出发,提出了适合有限长离散序列的分数阶圆周卷积定理。该定理表明,有限长离散序列的分数阶圆周卷积对应于这两个序列离散分数阶Fourier变换的乘积再乘以一个chirp信号。此外,还提出了应用分数阶圆周卷积定理在时域实现分数阶圆周卷积滤波的方法,以及FrFT-OFDM系统循环前缀加入方法.理论分析和计算机仿真表明了所提出分数阶圆周卷积定理的正确性和应用的有效性.     

尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒复合界面力学性能

以尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒为研究对象,对其进行单根帘线拔出试验,得到帘线与基体界面的临界破坏能;采用内聚力模型描述胶筒中帘线与橡胶基体界面的黏结状态,并建立尼龙66帘线与橡胶基体复合界面的脱黏失效准则;分析不同压力和井温环境下尼龙66帘线封隔器胶筒复合界面力学及工作性能。结果表明：胶筒中填充尼龙帘线能有效保护胶筒基体,避免橡胶基体发生剪切撕裂破坏;压裂泵压为80 MPa时下胶筒复合界面的破坏能大于临界破坏能,帘线与基体发生界面脱黏失效;在井温达到175℃时胶筒基体未发生剪切撕裂破坏,且胶筒复合界面胶接良好,尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒能在较高井温环境下工作。