基于采用实际形状微粒的离散单元法的犁式微粒器中的微粒混合

基于采用实际形状微粒的离散单元法的犁式微粒器中的微粒混合(中文20000字,英文PDF)
摘要
粒状材料的混合对于从药物、塑料制品、家具产品以及食品生产等方面到矿物生产在内的广大工业生产领域具有重要意义。犁铧式混合器是一种用于进行这种微粒混合的机械离散单元法（DEM）被用于了解在进行细长型微粒（稻谷粒）的混合时这种实验混合装置的性能。过去，这种采用球形模拟微粒的方法导致了床面坡度的过度减薄。采用一个更加真实的微粒形状描述能够更好的表现由于相邻微粒间接触面增加以及对于因原位滚动失效的抗力而导致的床强化。这会在过程性能方面带来一个巨大的不同，其影响包括降低叶片和床之间摩擦、大幅提升混合器的每个末端的盲区尺寸、使盲区与瞬时流动区域之间表面坡度变陡、使平面静止角变大以及削弱轴向输送作用并严重降低混合速率。该混合器的一项正电子放射性微粒追踪实验被再次讨论，而人们普遍认同采用一种更加实际的微粒形状。实验显示，材料流动和混合速率对于弹性恢复系数不敏感，但对于被混合材料的摩擦系数有一定敏感性。更低的摩擦意味着更低的床强度，被叶片所影响的物料体积也会微量增加从而导致适度的混合加速。这些发现阐释了粒子形状对于混合过程性能的决定性以及将其纳入离散元分析的重要性。