颗粒堆积性质和散状物料转载过程的DEM仿真研究

离散元法(DEM)是一种显式求解的,研究不连续体(离散体)力学行为的数值方法,它可以细致地模拟各离散单元的相互作用如模拟离散组合体的接触或碰撞过程。在没有可靠理论研究工业设备中颗粒运动的情况下,离散元模拟可以设计并优化设备,同时也可以得到实验中不易测得的数据,进而更好地解决实际问题。 堆积休止角反映了散体颗粒群综合作用的宏观特征,在矿山的生产系统中,物料的堆积休止角影响着输送机的提升倾角,从而致使胶带输送机的布置占地大、工程量大、输送机长。利用离散元法研究颗粒堆积问题有助于认识堆积的细观力学机理,为此使用DEM软件模拟了颗粒三维堆积问题,分析了颗粒-颗粒、颗粒-平板的摩擦系数和颗粒形状对堆积角的影响。 在散料输送系统尤其是大吨位的连续输送系统中,转载站占有极其重要的地位。依据离散元法,应用DEM仿真软件对转载过程进行计算机仿真。针对当前采用DEM方法尚不能做到微小颗粒计算的局限性,对颗粒粒度为75mm,100mm,150mm的仿真进行了对比计算,得出颗粒粒度在50-300mm范围内情况下与实际运行条件比较接近,另外也分析了给料方向对转载造成的影响；提出了采用冲击系数来表征冲击的大小,该参数可以对不同的落料高度、颗粒大小等差异情况下对冲击效应比较,通过计算机仿真得出了单个颗粒和颗粒流的最大冲击力和冲击系数,可以较好地反映颗粒流的冲击效应,根据颗粒作用在输送带上的法向力趋于物料重力的结果,验证了计算结果的正确性；按照物料达到对中时输送带所需要的偏移量对受料输送带上的物料偏移的情况进行量化,并针对分叉溜槽的结构进行改进,通过粒度50-300mm正态分布的物料颗粒进行对比分析,得到改进后偏料情况减小的结论。