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环模成型机产率与能耗建模及影响因素分析

太阳能学报 2017年第12期38卷 3426-3432页

作者：刘璐孙姣张旭陈文义王序然河北工业大学过程装备与控制工程系天津300130 河北工业大学工程流动与过程强化研究中心天津300130 河北序然秸秆能源技术有限公司衡水253800

以成型原理和受力分析为基础,推导出适用于各种结构各向异性生物质环模成型机的产能与能耗计算模型,并用实验数据验证模型合理性及通用性。在此基础上,分析各参数对带锥孔模孔的环模成型机性能影响规律。分析结果表明:产率随环模宽度、... 详细信息

以成型原理和受力分析为基础,推导出适用于各种结构各向异性生物质环模成型机的产能与能耗计算模型,并用实验数据验证模型合理性及通用性。在此基础上,分析各参数对带锥孔模孔的环模成型机性能影响规律。分析结果表明:产率随环模宽度、线速度、开孔率的增大而增加;能耗与物料特性和设备工艺参数有关,在保证物料顺利挤出并稳定成型的前提下,改进模辊材料和加工工艺、选择锥角大且短粗的模孔结构均可降低设备能耗。

关键词：成型机环模受力分析产率能耗

环模式生物质成型机挤压成型机理及关键部件磨损试验

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环模式生物质成型机挤压成型机理及关键部件磨损试验

作者：周国安安徽农业大学

学位级别：硕士

环模式生物质成型机因其固化成型效率高、成型质量好、能耗低等诸多优点,是生物质能源企业的优选设备,但目前也存在关键部件(环模)磨损严重造成使用寿命大大缩短的问题,使得生产效率降低、增加生产企业成本。探究环模式生物质成型机成... 详细信息

环模式生物质成型机因其固化成型效率高、成型质量好、能耗低等诸多优点,是生物质能源企业的优选设备,但目前也存在关键部件(环模)磨损严重造成使用寿命大大缩短的问题,使得生产效率降低、增加生产企业成本。探究环模式生物质成型机成型机理及环模磨损机理,延长环模的使用寿命对于生物质制粒生产中的节本增效意义重大。本文在安徽省科技重大专项项目支持下,对环模式生物质成型机成型机理、环模磨损失效机理及各参数对环模磨损的影响进行研究,为延长生物质成型机关键部件环模使用寿命提供参考。(1)分析了环模式生物质成型机的致密成型机理。通过对工作区的受力分析,阐述物料通过工作区时成型机理,建立了模孔挤压力数学模型;通过对损坏环模的表面观察、利用内窥镜对模孔内部观察,分析了环模磨损失效的主要原因;利用三点内径千分仪测量模孔轴向磨损,分析模孔轴向磨损规律,并建立模孔轴向磨损量数学模型。(2)从模孔结构和压制速度角度开展研究。利用EDEM软件开展单孔压缩数值模拟,在单孔压缩试验验证仿真模型的可信度的基础上,分别探究模孔锥角和压制速度对压缩力的影响;利用EDEM软件对压制过程中物料的流动状态进行追踪。结果显示,压缩力随模孔锥角和压缩速度的增大而提高,物料颗粒在模孔内压缩时相对位置不会大幅改变。(3)从生物质原料参数角度研究磨损影响因素。以玉米秸秆物料含水率、物料粒度、生物质成型体密度为影响因素开展正交试验,研究同类物料在不同工艺参数下对环模磨损的影响,以生成颗粒与环模材料之间的摩擦系数为间接评价指标评价磨损。试验结果显示三种参数对摩擦系数的影响显著,原料粒径增大使得摩擦系数增大,含水率及成型体密度增大使得摩擦系数先增大后减小。(4)从机构配合参数及环模本身材料角度探究磨损影响因素。针对目前的关于环模磨损研究多采用磨料流磨损试验,不能真实的复现生物质成型机实际工作时的状况,本文设计并搭建了环模磨损试验平台,探究磨辊间隙和环模材料对环模的磨损影响。结果显示磨辊间隙在0.5mm时,环模磨损严重,磨损率为0.04%,磨辊间隙在2mm时,物料有效摄取率不足,当磨辊间隙在1～1.5mm时,可在保证压缩效率的前提下有效减小磨损;环模材料耐磨性与其硬度存在关联且不同材料磨损机制存在差异。

关键词：成型环模力学模型磨损

环模制粒粉体旋转挤压成型扭矩模型构建及试验

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农业工程学报 2013年第24期29卷 33-39页

作者：武凯孙宇彭斌彬丁武学王栓虎南京理工大学机械工程学院南京210094

环模制粒成型技术以其高效率、高成型率、低污染等优点广泛应用于饲料机械、生物质能源机械、化工、制药等领域,而环模制粒过程扭矩模型的缺失已成为制约制粒技术发展的瓶颈之一。该文旨在通过理论分析、数值模拟与试验研究,建立粉体旋... 详细信息

环模制粒成型技术以其高效率、高成型率、低污染等优点广泛应用于饲料机械、生物质能源机械、化工、制药等领域,而环模制粒过程扭矩模型的缺失已成为制约制粒技术发展的瓶颈之一。该文旨在通过理论分析、数值模拟与试验研究,建立粉体旋转挤压制粒成型过程精确扭矩模型,为粉体旋转挤压制粒成型装备的节能降耗及优化设计奠定理论基础。针对各向同性粉体物料,基于微单元受力分析及广义胡克定律,建立了旋转挤压制粒成型过程中模孔不同深度位置挤压压强的计算公式;基于DPC模型及实际辊轧工艺,建立了旋转挤压成型过程有限元分析模型,进行了压紧区应力分析;基于有限元模拟分析结果,设定变形压紧区的压强分布为二次曲线,建立了变形压紧区、挤压区的压强分布模型;最后建立了粉体旋转挤压制粒成型扭矩模型。以无线扭矩测试系统及环模制粒机为试验平台进行了鸡饲料的环模挤压制粒试验,求解得到了所有模型常量。设计了9组扭矩测试试验进行模型验证,测试结果与理论计算对比表明,试验值与计算值差距较小,最大计算误差仅为2.6%,这反映出建立的模型正确有效,对指导环模制粒机结构优化与节能降耗具有重要的意义。

关键词：建模试验制粒粉体环模扭矩

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环模成型机楔形区的离散元研究

农机使用与维修 2022年第8期 16-19页

作者：高雨航陈慧珍石峰高石鑫沈阳科技学院沈阳110167

以沙柳为生物质原料,建立环模成型机楔形区的离散元模型,分析不同模辊间隙下成型燃料的品质及压辊和环模的磨损情况。模拟结果表明:挤压过程中颗粒轨迹受到扭矩影响,随扭矩变化,扭矩由准直线状逐渐变为波动增长。模辊间隙为1.5 mm时,挤... 详细信息

以沙柳为生物质原料,建立环模成型机楔形区的离散元模型,分析不同模辊间隙下成型燃料的品质及压辊和环模的磨损情况。模拟结果表明:挤压过程中颗粒轨迹受到扭矩影响,随扭矩变化,扭矩由准直线状逐渐变为波动增长。模辊间隙为1.5 mm时,挤压过程需要的压缩力最大,扭矩值最大,成型品质较好。模辊间隙为2.5 mm时,扭矩较小,颗粒间粘结效果较差,成型燃料松散,成型品质较差。模辊间隙越小,颗粒与压辊间碰撞的法向力越大,会增大颗粒与压辊和环模间的摩擦,造成压辊和环模磨损,减少其使用寿命。

关键词：生物质离散元环模模辊间隙

环模式秸秆压块机压缩装置改进与压缩过程分析

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环模式秸秆压块机压缩装置改进与压缩过程分析

作者：杜海峰内蒙古农业大学

学位级别：硕士

对农业纤维物料压缩装置的设计及压缩过程的分析,对于优化加工工艺、提高生产效率与产品质量具有现实指导意义。为有效解决环模孔口因物料堆积易产生堵塞的问题,本文以环模式秸秆压块机为研究对象,改进设计了压辊的表面构造,并对组成环... 详细信息

对农业纤维物料压缩装置的设计及压缩过程的分析,对于优化加工工艺、提高生产效率与产品质量具有现实指导意义。为有效解决环模孔口因物料堆积易产生堵塞的问题,本文以环模式秸秆压块机为研究对象,改进设计了压辊的表面构造,并对组成环模孔的楔形块做出了相应的改进,使秸秆物料的压缩方式得到优化。同时利用Solidworks对其进行三维建模,利用ANSYS进行玉米秸秆的柔性体建模,对新型压缩装置的三维模型和玉米秸秆的柔性体模型通过刚柔耦合的方式在ADAMS环境中建立虚拟样机模型,并对玉米秸秆在不同的主轴输入转速下的位移、速度、加速度的变化规律和受力情况进行系统分析,得出在新型压缩装置内的供料区、预压缩过程和主压缩过程中玉米秸秆受到的作用力变化情况。同时,利用有限元分析软件ANSYS中的Workbench模块完成压块几何模型的建立,并对玉米秸秆在新型压缩装置内的压块成型挤出过程进行有限元模拟分析,得出玉米秸秆在压块成型挤出过程中的总变形规律和等效应力分布规律。主要研究结果如下:（1）对于压缩装置的改进设计,是在压辊的圆周外表面两侧设置“渐开线齿”,压辊上的开齿数为84个,齿全高为5mm,轴向厚度为1.5mm;为使压辊与环模平稳配合,同时对环模孔上方进行改进,得到其与改进后的压辊的几何关系,楔形块的开槽深度为5mm,楔形块的开槽宽度为1.7mm。（2）在新型压缩装置内的供料区中,压辊上的“渐开线齿”对玉米秸秆主要起推动作用;在预压缩过程中,随着秸秆物料的增多以及两者之间摩擦力的增大,压辊施与玉米秸秆的推动力变为滚动摩擦力;在主压缩过程中,玉米秸秆在环模孔锥形区域内受到的摩擦力小于其受到的压辊上“渐开线齿”的挤压力,秸秆物料被逐渐压进模孔,此时压力值在小范围内波动并逐渐趋于平稳。（3）当玉米秸秆受压辊上“渐开线齿”的挤压依次通过模孔的锥形区上部、根部及成型腔时,秸秆的总变形和等效应力值随着时间呈增长趋势,并且靠近环模孔内壁的变形幅度和应力最大值分布都明显高于秸秆心部,两者在玉米秸秆通过环模孔口锥形区域后进入到成型腔内达到最大值并保持在一定水平范围内。

关键词：压辊环模结构改进玉米秸秆仿真分析

Hochschild cohomology ring modulo nilpotence of a one point extension of a quiver algebra defined by two cycles and a quantum-like relation

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Frontiers of Mathematics in China 2016年第4期11卷 1003-1015页

作者： Daiki OBARA Department of Mathematics Tokyo University of Science Shinjuku-ku Tokyo Japan

我们认为一点延期代数学是在地 k 上的 q 由二个周期和在 k 取决于非零元素 q 的一种像量的关系定义的 quiver 代数学的 B。我们决定 B 模 nilpotence 的 Hochschild cohomology 戒指并且证明如果 q 是统一的一条根，那么， B 是到 Sn... 详细信息

我们认为一点延期代数学是在地 k 上的 q 由二个周期和在 k 取决于非零元素 q 的一种像量的关系定义的 quiver 代数学的 B。我们决定 B 模 nilpotence 的 Hochschild cohomology 戒指并且证明如果 q 是统一的一条根，那么， B 是到 Snashall-Solbergs 的一个反例推测。

关键词： Hochschild 代数关系上同调幂零性定义域量子周期环模

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环模式秸秆压块机设计与分析

环模式秸秆压块机设计与分析

作者：李慧卿河北科技大学

学位级别：硕士

化石能源消耗以及由于燃烧化石能源带来的严重环境问题日益加剧,开发、利用可再生能源已经成为一项影响国民经济发展的重要事业。生物质能由于具有分布广泛、可再生、应用方便、环境污染小等特点,越来越受到研究者的重视。在生物质能源... 详细信息

化石能源消耗以及由于燃烧化石能源带来的严重环境问题日益加剧,开发、利用可再生能源已经成为一项影响国民经济发展的重要事业。生物质能由于具有分布广泛、可再生、应用方便、环境污染小等特点,越来越受到研究者的重视。在生物质能源中,植物秸秆的占比最大,因此开展生物质秸秆应用方面的研究工作意义重大。本文主要针对植物秸秆回收利用固化成型过程开展研究,对用于秸秆固化成型的环模压块机的设计方法和设计理论进行了深入的研究,具有一定的工程意义和应用价值。通过对环模式秸秆压块机的工作机理和总体结构进行分析,进行了压缩室、环模、进料机构、轴承座、底座等主要零部件的初步设计,并绘制了三维造型图。在上述结构的功能、选材、设计要求等方面开展研究,并归纳总结了环模式秸秆压块机设计过程中的主要设计参数。传动机构是压块机的重要部件,本文以生产能力为500kg/h的卧式环模秸秆压块机为例,通过解算传动链,拟定了总体传动方案,选取了电机,对压块机传动机构中的主轴、主轴承、带轮、压轮、压轮轴等结构进行了尺寸设计和强度校核。通过以上工作,得到了完整的环模秸秆压块机传动机构设计流程和设计方法。环模结构是整个压块机的核心部件,本文通过对模孔、模板、模盘等结构进行几何分析,确定了各结构尺寸之间的几何关系,并建立了压缩过程中秸秆层载荷模型,运用弹塑性力学的理论对各承载面上的载荷进行了分析,并参照矩形截面容器的应力分析公式给出了各截面最小厚度的分析方法,为秸秆压块机环模结构设计提供了依据。

关键词：秸秆环模压块机结构设计分析

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立式环模生物质成型机设计与试验

农业机械学报 2013年第8期44卷 139-143页

作者：姚宗路赵立欣田宜水孟海波庞丽沙霍丽丽农业部规划设计研究院北京100125

针对目前我国生物质压块机存在的生产率低、能耗高及成型燃料质量低等问题，采用立式环模原理，设计了一种新型生物质压块机，设计了带有加热电阻和降温水道的环模，并以粉碎玉米秸秆为原料进行试验，试验结果表明，生产率为2．1t／h，... 详细信息

针对目前我国生物质压块机存在的生产率低、能耗高及成型燃料质量低等问题，采用立式环模原理，设计了一种新型生物质压块机，设计了带有加热电阻和降温水道的环模，并以粉碎玉米秸秆为原料进行试验，试验结果表明，生产率为2．1t／h，吨功耗35．6kW·hit，整机噪声82dB（A），成型率为95．4％，成型密度为1．1g／cm^3，各项指标均达到设计及标准要求，启动时采用加热电阻，能够缩短预运行时间50～65min，正常生产时，燃料的温度能够降低20～30~C，生产率比未采用加热降温环模时增加5％。

关键词：生物质农作物秸秆成型机压块燃料环模

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制粒机的压辊系统设计

饲料研究 2020年第8期43卷 108-111页

作者：薛宁陕西广播电视大学陕西西安716000

为了深入揭示具有一定参考价值的环式标准制粒机的成粒机理,文章对制粒机环模参数及漏油参数进行了深入的探究与分析。文章介绍制粒机压辊系统对制粒机性能的重要性并对制粒机压辊参数进行了优化,同时对制粒机出现漏油现象的原因进行分... 详细信息

为了深入揭示具有一定参考价值的环式标准制粒机的成粒机理,文章对制粒机环模参数及漏油参数进行了深入的探究与分析。文章介绍制粒机压辊系统对制粒机性能的重要性并对制粒机压辊参数进行了优化,同时对制粒机出现漏油现象的原因进行分析,并针对漏油问题提出了解决方案。文章的研究对提高制粒机生产效率、降低成本及解决漏油问题具有重要意义。

关键词：制粒机环模密封压辊