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机械设计与制造 2024年第1期395卷 1-5页

作者：唐弦熊晓燕唐建太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024

针对潮湿煤发生团聚造成难以筛分等问题,研究了湿煤聚团与弛张筛筛板碰撞解聚机理及其影响因素。首先通过聚团筛分实验确定了湿煤聚团颗粒的粒径组成,结合液桥力接触模型构建了基于实验数据的湿煤聚团模型。建立EDEM-RecurDyn联合模拟... 详细信息

针对潮湿煤发生团聚造成难以筛分等问题,研究了湿煤聚团与弛张筛筛板碰撞解聚机理及其影响因素。首先通过聚团筛分实验确定了湿煤聚团颗粒的粒径组成,结合液桥力接触模型构建了基于实验数据的湿煤聚团模型。建立EDEM-RecurDyn联合模拟分析了湿煤聚团与柔性体弛张筛筛板的碰撞解聚机理及不同偏心距对聚团碰撞解聚的影响。结果表明,团聚体的碰撞解聚首先发生在聚团与筛面的接触区域,碰撞通过中心大颗粒传递至聚团中上部,引起聚团的快速解聚,随后聚团颗粒整体向上和四周运动,解聚过程趋于稳定;弛张运动的筛板相比静止筛板对团聚体的解聚具有明显的增强作用,在合适的取值范围内增大弛张筛偏心距有利于聚团的解聚。该研究为弛张筛的优化设计提供了一定的参考依据。

关键词：弛张筛湿煤聚团碰撞解聚离散元法

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湿煤颗粒聚团碰撞解聚的离散元模拟研究

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煤炭工程 2019年第12期51卷 167-171页

作者：翟酉湘熊晓燕唐建太原理工大学机械工程学院

采用离散元法中的粘结模型模拟湿颗粒聚团中液桥的粘结行为,基于离散元软件EDEM及其二次开发构建了等径小颗粒粘结而成的湿煤聚团模型,对于聚团与柔性筛板的碰撞行为进行模拟,研究了碰撞物理过程中聚团内部各部分粘结破碎的规律,分析了... 详细信息

采用离散元法中的粘结模型模拟湿颗粒聚团中液桥的粘结行为,基于离散元软件EDEM及其二次开发构建了等径小颗粒粘结而成的湿煤聚团模型,对于聚团与柔性筛板的碰撞行为进行模拟,研究了碰撞物理过程中聚团内部各部分粘结破碎的规律,分析了碰撞速度,筛板倾斜角度和聚团的旋转速度对于聚团解聚程度的影响,结果表明粘结的破碎区域首先发生在聚团与筛面的接触区,随后由下而上,由中心向四周扩散。碰撞后聚团的解聚程度随着碰撞速度的增大而增大,随着筛板倾斜角度的增大而减小,增大颗粒的旋转速度,有利于聚团的解聚。

关键词：湿煤聚团碰撞破碎离散元

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弛张筛筛板与颗粒碰撞行为研究

弛张筛筛板与颗粒碰撞行为研究

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作者：唐弦太原理工大学

学位级别：硕士

煤炭的开采中,煤炭一般具有一定的水分且细粒煤炭含量较高,导致了煤炭在筛分过程中会发生黏附成团和堵塞筛孔的现象,进而造成筛分环境恶化及筛分效率降低。弛张筛独特的聚氨酯筛板与相互交错的弛张运动,使筛面上运动的物料得到较大的抛... 详细信息

煤炭的开采中,煤炭一般具有一定的水分且细粒煤炭含量较高,导致了煤炭在筛分过程中会发生黏附成团和堵塞筛孔的现象,进而造成筛分环境恶化及筛分效率降低。弛张筛独特的聚氨酯筛板与相互交错的弛张运动,使筛面上运动的物料得到较大的抛射强度,能有效的实现潮湿细粒煤炭的筛分。目前对湿煤聚团与弛张筛筛板碰撞解聚的研究较为缓慢,为兼顾湿煤聚团的解聚与筛板的使用寿命,本文基于聚团筛分试验建立湿煤聚团离散元模型,并对筛板进行建模与动力学分析,然后建立离散元-动力学联合模拟并结合试验研究分析湿煤聚团与弛张筛筛板的碰撞解聚机理,并通过改变参数分析其影响因素。具体研究内容如下:(1)将一定质量的干燥原煤加水制备成质量含水量为10.5%的潮湿原煤,确定聚团结构并选取若干整体尺寸相近的湿煤聚团,干燥后用多层套筛进行筛分,统计聚团中心大颗粒和不同粒径范围的小颗粒的质量,再利用排水法测定煤的密度;基于实验数据与颗粒液桥力接触模型,并利用EDEM及其二次开发功能,建立更加模拟实际情况的中心非球形颗粒与非等径小颗粒粘结而成的湿煤聚团离散元模型,为湿煤聚团与弛张筛筛板碰撞分析提供合理的湿煤聚团模型。(2)通过对弛张筛筛面力学模型的分析,计算相邻两筛框的最大间距,结合弛张筛运动特性确定了筛板模型参数,及结构和运动参数的参考范围。建立柔性筛板模型,使用ANYSY Workbench分析了弛张筛筛面扰曲、应力的变化与分布规律,及速度与加速度最大时的分布规律,为后续联合仿真的参数设置提供了参考依据。(3)建立EDEM-RecurDyn联合仿真模拟湿煤聚团与柔性体弛张筛筛板碰撞解聚过程,对比分析了聚团与静止筛板和弛张筛板的碰撞解聚机理,结果表明湿煤聚团的解聚过程主要分为开始解聚阶段、快速解聚阶段、趋于稳定状态,柔性弛张筛板对聚团的碰撞解聚具有明显的增强作用。设计并搭建弛张筛原理试验台,将制备的湿煤聚团与静止筛板和弛张筛板进行碰撞,通过高速摄像机观察团聚体的碰撞解聚,试验与仿真结果具有良好的一致性,在一定程度上验证了仿真的有效性,并结合试验与仿真进一步分析湿煤聚团的解聚行为。(4)基于EDEM-RecurDyn联合仿真研究了不同偏心距,转速与小颗粒重力对湿煤聚团碰撞解聚的影响,并分析了聚团中不同粒径颗粒的解聚情况;结果表明在合理范围内增大弛张筛转速与偏心距能有效提高湿煤聚团的解聚程度和解聚速度,解聚程度随着小颗粒重力的增大而增大,细微颗粒的粘结是阻碍湿煤聚团解聚的主要因素。

关键词：弛张筛离散元法湿煤聚团筛面动力学联合仿真碰撞解聚

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弛张筛筛面形貌对潮湿细粒煤筛分效果的影响研究

弛张筛筛面形貌对潮湿细粒煤筛分效果的影响研究

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作者：曹荣太原理工大学

学位级别：硕士

在动力煤深度筛分设备中,具有弹性筛面的弛张筛可为物料提供30-50g的抛射加速度,有利于细粒煤充分透筛,因此广泛用于煤炭的深度分级作业。然而在实际筛分过程中,由于开采出的原煤具有一定的外在水分,导致细粒煤粘结成团,若湿煤聚团未被... 详细信息

在动力煤深度筛分设备中,具有弹性筛面的弛张筛可为物料提供30-50g的抛射加速度,有利于细粒煤充分透筛,因此广泛用于煤炭的深度分级作业。然而在实际筛分过程中,由于开采出的原煤具有一定的外在水分,导致细粒煤粘结成团,若湿煤聚团未被及时解聚,容易形成错配物,恶化筛分过程。为了加大弛张筛筛面对湿煤聚团的碰撞解聚程度,提高筛分效率,本文利用离散元数值模拟及试验研究分析了弛张筛筛面形貌对潮湿细粒煤筛分效果的影响,得出采用合理的筛面形貌可以增大湿煤聚团的破碎打散程度,有利于加大物料运动的复杂性和多样性,从而提高筛分效率的结论,具体研究内容如下:（1）基于离散元理论,对EDEM应用编程接口中的颗粒体积力和颗粒工厂插件进行编译,建立由多种粒度颗粒组成的湿煤聚团模型,为弛张筛筛分模拟提供更合理的聚团模型。（2）对弛张筛筛面形貌提出参数化建模思想,将其参数化为形状参数和间隔参数。采用有限元显示动力学算法,对单个煤颗粒在不同形状参数筛面上的碰撞应力进行计算,得出有利于聚团破碎的最优形状参数。在最优形状参数下,通过EDEM-Recur Dyn联合仿真模拟了湿煤聚团在不同间隔参数筛面上的筛分过程,并基于灰色决策理论对仿真结果进行分析,得出单因素条件下的最优间隔参数,进而得出形貌筛面的最优参数。（3）基于上述研究,模拟了物料群在最优形貌和无形貌筛面上的筛分过程,通过对筛面上物料的筛分状态、筛分效率、粘结残量、颗粒平均速度以及颗粒运动轨迹进行分析,结果表明最优形貌筛面有助于提高弛张筛的筛分效率,加大湿煤聚团的解聚程度,增加物料运动的复杂性,进而证明通过采用合理的筛面形貌来提高弛张筛筛分效率是可行的。（4）设计并搭建弛张筛原理试验台,对最优形貌和无形貌筛面上潮湿细粒煤物料群和湿煤聚团的筛分进行试验,并对筛分结果进行统计分析与对比,试验结果表明,与无形貌筛面相比,最优形貌筛面可提高物料群的筛分效果,增大湿煤聚团的破碎解聚程度,降低筛上产物中错配物含量,进一步验证了所选最优筛面形貌模型的可行性和可靠性。本文的研究工作和结论可为弛张筛的优化设计提供一定的理论参考依据。

关键词：弛张筛离散元筛面形貌湿煤聚团筛分效率参数化设计联合仿真

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