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離散元方法在球磨機(jī)中的應(yīng)用中物料運(yùn)動(dòng)分析

離散元方法在球磨機(jī)中的應(yīng)用中物料運(yùn)動(dòng)分析

時(shí)間：2018-07-02 14:30:08  來源：  瀏覽次數(shù)：71

理論的不斷完善和計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的增強(qiáng)，離散元方法的計(jì)算能力越來越強(qiáng)，可以作為球磨機(jī)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的輔助工具。離散元仿真能夠給我們提供很多的量化數(shù)據(jù)，尤其是在介質(zhì)運(yùn)動(dòng)分析、功率預(yù)測、磨損分布、能耗等方面。本文將對以上各個(gè)方面的研究工作進(jìn)行概述。

物料運(yùn)動(dòng)分析球磨機(jī)的物料運(yùn)動(dòng)可分為瀉落運(yùn)動(dòng)和拋落運(yùn)動(dòng)。球磨機(jī)的磨礦過程在很大程度上依賴于物料的主要運(yùn)動(dòng)特征。Mishra 最先用離散元方法研究了球磨機(jī)物料的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。作者通過追蹤任意兩個(gè)顆粒的軌跡，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與試驗(yàn)一致，驗(yàn)證了該離散元軟件的有效性。并從底腳角度和肩部角度的角度出發(fā)，分析了物料運(yùn)動(dòng)形狀隨轉(zhuǎn)速率和填充率的變化情況。

物料運(yùn)動(dòng)形態(tài)常被作為離散元程序有效性驗(yàn)證指標(biāo)。Rajamani以直徑為900 mm 間歇操作式球磨機(jī)為研究對象，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與DEM 仿真結(jié)果進(jìn)行對比，圖中第一列為試驗(yàn)結(jié)果，第二列是Millsoft 仿真結(jié)果。采用相同的數(shù)據(jù)，借助于EDEM軟件仿真得到了球磨機(jī)中的物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖1中第三列所示。顯然，通過預(yù)測得到的物料運(yùn)動(dòng)形態(tài)與試驗(yàn)結(jié)果相似，說明了Millsoft 和EDEM軟件仿真結(jié)果的可靠性。

Morrison 等用二維圓形顆　　粒、二維非圓形顆粒、三維部分模型（圓形顆粒）和三維完整模型等四種不同的離散元模型對直徑為600 mm 的球磨機(jī)進(jìn)行了模擬，并將預(yù)測得到的物料流動(dòng)形態(tài)與試驗(yàn)室拍攝的照片進(jìn)行對比，揭示了不同模型在球磨機(jī)模擬中的長處和不足。結(jié)果發(fā)現(xiàn)完整的三維模型（包含有端壁效應(yīng)）與試驗(yàn)非常接近。結(jié)果還表明傳統(tǒng)的二維圓形顆粒DEM 模型估算得到的肩部、底腳、位置以及功率的值比實(shí)際低10 %左右，顆粒形狀主要影響肩部位置，而模型的維數(shù)主要影響底腳位置。

通過研究物料運(yùn)動(dòng)的變化，還可以達(dá)到降低襯板磨損的效果。Mishra 對直徑為10.75 m 的球磨機(jī)進(jìn)行模擬研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高球磨機(jī)轉(zhuǎn)速，減小提升條的數(shù)目，增加提升條傾角，可使更多的物料落到物料堆上面而不是直接與襯板接觸，降低襯板失效的風(fēng)險(xiǎn)。

節(jié)能球磨機(jī)是球磨機(jī)型號(hào)中的一種高效球磨機(jī)，節(jié)能球磨機(jī)是當(dāng)代最廣泛粉磨混合機(jī)械，在較高效率階段，物料細(xì)度達(dá)40-60UM,篩余量小于3%,在特殊情況下，細(xì)度可達(dá)10UM以下。球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，對各種礦石和其它可磨性物料進(jìn)行干式或濕式粉磨。

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