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离散单元法在球磨机发展中的贡献

   离散单元法是推动球磨机取得新成绩的积极力量 ,球磨机在矿业、建材、冶金、化工及电力等行业有着广泛的应用,其筒体内物料和研磨介质的运动状况很复杂,很难通过直接或间接方法观察得到,过去在球磨机的放大设计中,设计者多采用类比法和经验公式来确定球磨机的驱动功率,国内对球磨机内装料(物料和研磨介质)的运动和力学特性的研究还比较欠缺。针对这种情况,本文运用基于离散单元的数值模拟方法,对球磨机圆筒内装料的运动状况和需要的驱动功率进行了初步的数值研究。

   运用VB良好的交互式开发环境和PFCZD&PFC3D离散元程序本身自带的功能强大的FISH语言和内部函数,采用混合编程技术编制了球磨机专用可视化程序,用户不但能非常方便地输入所要进行数值计算的球磨机参数,而且还能操作界而上相关命令按钮输出能被离散元程序读取的命令流文件,并通过直接调用离散元程序来自动完成整个计算过程和输出相关计算结果。
   
   借助该程序并通过多种方法和途释确定了离散元模型中的摩擦系数、刚度系数和粘性阻尼系数的数值大小,在此基础之上,还对球磨机筒内任选的几个颗粒单元进行了实时轨迹跟踪,分别得到了有格条和无格条下的单元质心运动轨迹图,与传统研究方法中对研磨介质运动的假设条件相比较,发现传统研究方法中存在一定的局限性。在不同的格条高度、旋转速度和装料填充率的条件下,通过运行该球磨机专用离散元程序,得到了不同的净驱动功率和应变能的变仪哭律,结果表明,虽然净驱动功率和应变能具有不同的变化曲线,但与实际生产中球磨机运行状况基本相符,这一点在多种不同规格大小的球磨机中也得到了印证,最终结论认为该程序和方法具有一定的实用和推广价值。

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