基于离散元法的双螺旋输送机物料输送和受力特性分析

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.04.011

辽宁石油化工大学学报 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (4): 63-70.DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2021.04.011

基于离散元法的双螺旋输送机物料输送和受力特性分析

辛垚谕¹^,²(), 朱向哲¹(), 樊飙³, 刘丽³

^1.辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺 113001
^2.中国石化中科（广东）炼化有限公司，广东湛江 524000
^3.中国石油抚顺石化分公司，辽宁抚顺 113000

收稿日期:2020-05-27 修回日期:2020-08-30 出版日期:2021-08-25 发布日期:2021-09-16
通讯作者: 朱向哲
作者简介:辛垚谕（1993⁃），男，硕士研究生，从事螺旋输送机动力学方面的研究；E⁃mail：275621119@qq.com。
基金资助:
辽宁省高等学校创新人才支持计划项目(LR2016022)

Analysis of Conveying and Force Characteristics of Double Screw Conveyor Based on Discrete Element Method

Yaoyu Xin¹^,²(), Xiangzhe Zhu¹(), Biao Fan³, Li Liu³

^1.School of Mechanical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.Sinopec Zhongke （Guangdong） Refinery & Petrochemical Company Limited，Zhanjiang Guangdong 524000，China
^3.PetroChina Fushun Petrochemical Company，Fushun Liaoning 113000，China

Received:2020-05-27 Revised:2020-08-30 Published:2021-08-25 Online:2021-09-16
Contact: Xiangzhe Zhu

摘要/Abstract

摘要：

针对双螺旋输送机输送及内部受力问题，基于离散单元法，借助离散元分析软件EDEM，根据Hertz接触理论，建立了物料颗粒与颗粒之间、颗粒与装置之间的接触模型；在物理与几何参数不同的情况下，分析了双螺旋输送机对物料颗粒输送特性的影响。结果表明，颗粒在双螺旋输送机内的运动以直线运动为主，周向运动为辅；改变轴距对双螺旋输送机物料输送特性影响较大，随着轴距的增大，双螺旋输送机质量流速逐渐增大，中心区域颗粒受力逐渐减小。

关键词: 双螺旋输送机, 质量流速, EDEM软件, 输送特性

Abstract:

Based on the discrete element method, the transport and internal force problem of the double screw conveyor was studied by using the discrete element analysis EDEM software. According to the Hertz contact theory, the contact models of material particles and devices were established, and the influence of the double screw conveyor on the transportation characteristics of the material particles under different physical and geometric parameters was analyzed.The results show that the movement of particles in the conveyor is mainly in a straight line, with the circumferential movement as the auxiliary； the change of the wheelbase has a great influence on the material conveying characteristics of the conveyor. With the increase of the wheelbase, the mass flow rate increases gradually, and the particle force in the central area decreases gradually.

Key words: Double screw conveyor, Mass flow rate, EDEM software, Conveying characteristics

中图分类号:

TQ315

辛垚谕, 朱向哲, 樊飙, 刘丽. 基于离散元法的双螺旋输送机物料输送和受力特性分析[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(4): 63-70.

Yaoyu Xin, Xiangzhe Zhu, Biao Fan, Li Liu. Analysis of Conveying and Force Characteristics of Double Screw Conveyor Based on Discrete Element Method[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2021, 41(4): 63-70.

图/表 13

图1 双螺旋输送机模型

表1 材料的属性参数

材料	泊松比	剪切模量	密度/(kg·m^-3)
谷粒	0.4	1.1×10⁷	1 053
不锈钢	0.3	7.0×10¹⁰	7 850

表2 材料的相互接触参数

材料	恢复系数	最大静摩擦因数	滚动摩擦因数
谷粒与谷粒	0.6	0.5	0.01
谷粒与不锈钢	0.6	0.3	0.01

图2 颗粒运动的典型轨迹视图

图3 双螺旋输送机轴距不同时内部颗粒轴向速度云图

图4 螺杆输送机在轴距不同时的累积质量及质量流速与轴距的关系

图5 倾斜角不同时双螺旋输送机颗粒的轴向速度分布云图

图6 倾斜角不同时的累积质量及质量流速与倾斜角的关系

图7 双螺旋输送机轴距不同时内部颗粒所受合力的截面云图和Y方向的云图

图8 不同轴距输送机的颗粒与颗粒之间法向/切向接触力力链的轴向截面云图

图9 不同轴距双螺旋输送机颗粒法向/切向接触力轴向截面云图

图10 4个样本区域位置及轴距不同时4个样本区域颗粒的受力情况

图11 轴距不同时颗粒受力随时间的变化

参考文献 14

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基于离散元法的双螺旋输送机物料输送和受力特性分析

Analysis of Conveying and Force Characteristics of Double Screw Conveyor Based on Discrete Element Method

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