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离散单元法在行星球磨机设计分析中的应用

12/02/17  浏览:

    行星球磨机是一种快速发展的新型球磨机,现代粉体材料的制备要求及装置制造技术的提高促进了行星球磨机的发展。Bradely和Lloyd对行星球磨机的动力学特性进行了分析,Hoyer和Gaffet分别对行星球磨机的介质的运动轨迹和形态进行了实验研究。Zhao、Yamada和Jimbo探讨了行星球磨机的研磨机制和粉碎极限。Kheifets和Linr对行星球磨机的能量传递与建模等方面作了一系列的工作。这些研究为离散元素法在行星球磨机的仿真建模与实验验证方面起了较好的铺垫作用。Inoue率先将离散元素法用于行星球磨机的仿真,并将仿真结果应用于新型球磨机的研发,mishra和Feng等则研究了行星球磨机的介质动力学特性。saito课题组在利用离散元素法分析行星球磨机的工作参数方面做了大量的工作。
    根据行星球磨机的几何结构参数和特点,考虑行星球磨机的研磨介质的形状、填充率等参数,结合行星球磨机的操作工况,可以建立行星球磨机的离散元素法仿真模型。行星球磨机磨筒的几何边界相对简单,使行星球磨机离散元仿真几何模型的建立相对容易,图12—11为Mio和Kano等人分析行星球磨机的转速、转向、自转与公转对介质运动与研磨效率的影响时,采用的几何模型。
                      
    离散元素法仿真可以获取行星球磨机研磨过程中大量介质的运动信息,进行转速、转向、自转与公转对介质运动与研磨效率影响的分析和操作参数的优化,在行星球磨机的设计、放大与新产品的开发方面正发挥重要作用。
    实验室规模的行星球磨机介质运动过程可以采用Hoyer的高速摄像技术铺获,离散元素法仿真不仅使了解工业化行星球磨机介质的运动过程成为可能,还可取得大量的由常规实验方式难以获得的过程信息。图12—12为Inoue的介质运动过程仿真图。
          离散单元法在行星球磨机设计分析中的应用
    离散元素法仿真在行星球磨机介质运动参数、动力学参数、操作参数的分析与优化方面具有重要作用,它可以对行星球磨机的研磨介质及筒体的磨损、研磨效率进行分析。表12—3为Mio和kano获得的临界自转公转比。