散體顆粒碰撞參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測量及模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-26 20:55
散體顆粒物質(zhì)是自然界最常見的物質(zhì)之一,在工程中也具有廣泛的應(yīng)用,由于顆粒物質(zhì)自身的形貌各異,其表現(xiàn)出的性質(zhì)也有不同,同時(shí)由于顆粒之間和顆粒與壁面之間的碰撞,其運(yùn)動過程遠(yuǎn)比單純流體運(yùn)動復(fù)雜,特別是顆粒與壁面的作用往往是影響過程工程設(shè)備安全和效率的重要因素。目前顆粒碰撞的實(shí)驗(yàn)研究有不少,大多數(shù)是借助精密測量儀器,進(jìn)行單個顆粒的有限次實(shí)驗(yàn)測量,本文根據(jù)顆粒碰撞的運(yùn)動學(xué)原理,設(shè)計(jì)了方便、簡易、高效并且可以測量大量顆粒碰撞的實(shí)驗(yàn)裝置,并且選用油菜籽顆粒,進(jìn)行了測量實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)采用相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置對油菜籽顆粒的基本物理性質(zhì)進(jìn)行的測量與分析,得到了油菜籽顆粒三軸尺寸、球形度、密度、含水率、與鋁合金板之間的靜摩擦系數(shù)和油菜籽顆粒的堆積角。(2)采用自制實(shí)驗(yàn)裝置對油菜籽和鋁合金壁面的碰撞恢復(fù)系數(shù)進(jìn)行了測量,實(shí)驗(yàn)得到恢復(fù)系數(shù)主要集中在0.4-0.8之間,并且分析了碰撞入射角、落料高度即碰撞入射速度、碰撞壁面厚度和碰撞壁面的粗糙度對顆粒與壁面碰撞恢復(fù)系數(shù)的影響。結(jié)果表明:碰撞入射角和落料高度對恢復(fù)系數(shù)的分布影響顯著,碰撞入射角越小和落料高度越大,恢復(fù)系數(shù)分布...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 顆粒研究的常用模型
1.4 研究內(nèi)容
第二章 散體顆;緟(shù)的測量方法與實(shí)驗(yàn)
2.1 引言
2.2 測量內(nèi)容與方法
2.2.1 三軸尺寸、球形度和等效粒徑
2.2.2 含水率和密度
2.2.3 靜摩擦系數(shù)
2.2.4 堆積角的測量
2.3 測試結(jié)果與討論
2.3.1 三軸尺寸、球形度和等效粒徑測量結(jié)果
2.3.2 含水率、密度測量結(jié)果
2.3.3 靜摩擦系數(shù)測量結(jié)果
2.3.4 堆積角的測量結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
第三章 散體顆粒碰撞恢復(fù)系數(shù)測量實(shí)驗(yàn)研究
3.1 碰撞恢復(fù)系數(shù)定義
3.1.1 運(yùn)動學(xué)恢復(fù)系數(shù)
3.1.2 動力學(xué)碰撞恢復(fù)系數(shù)
3.1.3 能量恢復(fù)系數(shù)
3.2 實(shí)驗(yàn)臺及實(shí)驗(yàn)步驟
3.3 恢復(fù)系數(shù)計(jì)算方法
3.4 碰撞入射角影響
3.4.1 不同碰撞入射角下恢復(fù)系數(shù)分布
3.4.2 不同碰撞入射角下平均恢復(fù)系數(shù)
3.5 落料高度影響
3.5.1 不同落料高度下的恢復(fù)系數(shù)分布值
3.5.2 不同落料高度下平均恢復(fù)系數(shù)
3.6 壁面厚度影響
3.6.1 不同壁面厚度下恢復(fù)系數(shù)分布
3.6.2 不同壁面厚度下平均值碰撞恢復(fù)系數(shù)
3.7 壁面粗糙度影響
3.8 碰撞沖量
3.9 本章小結(jié)
第四章 靜散體顆粒碰撞的數(shù)值模擬研究
4.1 離散單元法介紹
4.1.1 硬球模型
4.1.2 軟球模型
4.1.3 顆粒運(yùn)動方程
4.2 EDEM軟件介紹
4.3 EDEM模擬油菜籽顆粒與鋁合金壁面碰撞
4.3.1 顆粒模型
4.3.2 幾何模型
4.3.3 參數(shù)設(shè)定
4.3.4 顆粒工廠設(shè)定
4.4 模擬結(jié)果與分析
4.4.1 顆粒模型影響
4.4.2 落料高度影響
4.4.3 碰撞入射角影響
4.4.4 壁面粗糙度影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀與問題分析[J]. 吳崇友,王積軍,廖慶喜,王再虎,吳文科. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]花生籽;謴(fù)系數(shù)及摩擦系數(shù)研究[J]. 陸永光,吳努,林德志,于昭洋,游兆延,胡志超. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(09)
[3]花生莢果碰撞模型中恢復(fù)系數(shù)的測定及分析[J]. 陸永光,吳努,王冰,于昭洋,林德志,胡志超. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]恢復(fù)系數(shù)的不同定義及其適用性分析[J]. 李逸良,邱信明,張雄. 力學(xué)與實(shí)踐. 2015(06)
[5]濕顆粒聚團(tuán)碰撞解聚過程的離散元法模擬[J]. 焦楊,章新喜,孔凡成,劉海順. 物理學(xué)報(bào). 2015(15)
[6]軟球模型在顆粒流全尺度模擬中的驗(yàn)證和分析[J]. 譚駿華,羅坤,樊建人. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(02)
[7]油菜籽粒點(diǎn)面接觸碰撞中恢復(fù)系數(shù)的測定及分析[J]. 黃小毛,查顯濤,潘海兵,宗望遠(yuǎn),陳輝. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(24)
[8]顆粒-壁面碰撞建模與數(shù)據(jù)處理[J]. 吳鐵鷹,趙夢熊. 振動工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]電場作用下納米顆粒與豎直壁面的碰撞效率[J]. 張凱,盛冰瑩,秘曉靜,嚴(yán)微微. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]多肥料變比變量施肥過程模擬與排落肥結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 苑進(jìn),劉勤華,劉雪美,張?zhí)?張曉輝. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(11)
博士論文
[1]油菜小麥兼用型氣力式精量排種系統(tǒng)及其機(jī)理研究[D]. 叢錦玲.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于離散單元法的顆粒物質(zhì)靜動力學(xué)行為研究[D]. 朱紀(jì)躍.蘭州大學(xué) 2013
[3]多相流顆粒運(yùn)動特性的激光測試技術(shù)研究[D]. 吳學(xué)成.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]玉米籽粒的物理力學(xué)特性研究[D]. 周文秀.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]小籽粒谷物散體力學(xué)性質(zhì)研究及應(yīng)用[D]. 劉曉.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]電磁直推式油菜排種器研究[D]. 周琨.西南大學(xué) 2015
[4]非球形催化劑顆粒與構(gòu)件壁面碰撞的數(shù)值研究[D]. 呂兆聰.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[5]石灰石顆粒磨損特性與機(jī)制研究[D]. 錢超然.重慶大學(xué) 2013
[6]煤灰顆粒與平板表面冷態(tài)慣性撞擊機(jī)理研究[D]. 韓健.大連理工大學(xué) 2013
[7]固—液兩相磨粒流中對于顆粒碰撞結(jié)構(gòu)化表面的研究[D]. 王嘉琦.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[8]氣固流化床內(nèi)顆粒旋轉(zhuǎn)與碰撞特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊秋輝.浙江大學(xué) 2012
[9]集中型槽孔輪式油菜精量排種器設(shè)計(jì)及其破碎率試驗(yàn)研究[D]. 黃吉星.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[10]壁面顆粒流運(yùn)動的隨機(jī)模型[D]. 劉帆.清華大學(xué) 2010
本文編號:3648717
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 顆粒研究的常用模型
1.4 研究內(nèi)容
第二章 散體顆;緟(shù)的測量方法與實(shí)驗(yàn)
2.1 引言
2.2 測量內(nèi)容與方法
2.2.1 三軸尺寸、球形度和等效粒徑
2.2.2 含水率和密度
2.2.3 靜摩擦系數(shù)
2.2.4 堆積角的測量
2.3 測試結(jié)果與討論
2.3.1 三軸尺寸、球形度和等效粒徑測量結(jié)果
2.3.2 含水率、密度測量結(jié)果
2.3.3 靜摩擦系數(shù)測量結(jié)果
2.3.4 堆積角的測量結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
第三章 散體顆粒碰撞恢復(fù)系數(shù)測量實(shí)驗(yàn)研究
3.1 碰撞恢復(fù)系數(shù)定義
3.1.1 運(yùn)動學(xué)恢復(fù)系數(shù)
3.1.2 動力學(xué)碰撞恢復(fù)系數(shù)
3.1.3 能量恢復(fù)系數(shù)
3.2 實(shí)驗(yàn)臺及實(shí)驗(yàn)步驟
3.3 恢復(fù)系數(shù)計(jì)算方法
3.4 碰撞入射角影響
3.4.1 不同碰撞入射角下恢復(fù)系數(shù)分布
3.4.2 不同碰撞入射角下平均恢復(fù)系數(shù)
3.5 落料高度影響
3.5.1 不同落料高度下的恢復(fù)系數(shù)分布值
3.5.2 不同落料高度下平均恢復(fù)系數(shù)
3.6 壁面厚度影響
3.6.1 不同壁面厚度下恢復(fù)系數(shù)分布
3.6.2 不同壁面厚度下平均值碰撞恢復(fù)系數(shù)
3.7 壁面粗糙度影響
3.8 碰撞沖量
3.9 本章小結(jié)
第四章 靜散體顆粒碰撞的數(shù)值模擬研究
4.1 離散單元法介紹
4.1.1 硬球模型
4.1.2 軟球模型
4.1.3 顆粒運(yùn)動方程
4.2 EDEM軟件介紹
4.3 EDEM模擬油菜籽顆粒與鋁合金壁面碰撞
4.3.1 顆粒模型
4.3.2 幾何模型
4.3.3 參數(shù)設(shè)定
4.3.4 顆粒工廠設(shè)定
4.4 模擬結(jié)果與分析
4.4.1 顆粒模型影響
4.4.2 落料高度影響
4.4.3 碰撞入射角影響
4.4.4 壁面粗糙度影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀與問題分析[J]. 吳崇友,王積軍,廖慶喜,王再虎,吳文科. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]花生籽;謴(fù)系數(shù)及摩擦系數(shù)研究[J]. 陸永光,吳努,林德志,于昭洋,游兆延,胡志超. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(09)
[3]花生莢果碰撞模型中恢復(fù)系數(shù)的測定及分析[J]. 陸永光,吳努,王冰,于昭洋,林德志,胡志超. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]恢復(fù)系數(shù)的不同定義及其適用性分析[J]. 李逸良,邱信明,張雄. 力學(xué)與實(shí)踐. 2015(06)
[5]濕顆粒聚團(tuán)碰撞解聚過程的離散元法模擬[J]. 焦楊,章新喜,孔凡成,劉海順. 物理學(xué)報(bào). 2015(15)
[6]軟球模型在顆粒流全尺度模擬中的驗(yàn)證和分析[J]. 譚駿華,羅坤,樊建人. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(02)
[7]油菜籽粒點(diǎn)面接觸碰撞中恢復(fù)系數(shù)的測定及分析[J]. 黃小毛,查顯濤,潘海兵,宗望遠(yuǎn),陳輝. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(24)
[8]顆粒-壁面碰撞建模與數(shù)據(jù)處理[J]. 吳鐵鷹,趙夢熊. 振動工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]電場作用下納米顆粒與豎直壁面的碰撞效率[J]. 張凱,盛冰瑩,秘曉靜,嚴(yán)微微. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]多肥料變比變量施肥過程模擬與排落肥結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 苑進(jìn),劉勤華,劉雪美,張?zhí)?張曉輝. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(11)
博士論文
[1]油菜小麥兼用型氣力式精量排種系統(tǒng)及其機(jī)理研究[D]. 叢錦玲.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于離散單元法的顆粒物質(zhì)靜動力學(xué)行為研究[D]. 朱紀(jì)躍.蘭州大學(xué) 2013
[3]多相流顆粒運(yùn)動特性的激光測試技術(shù)研究[D]. 吳學(xué)成.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]玉米籽粒的物理力學(xué)特性研究[D]. 周文秀.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]小籽粒谷物散體力學(xué)性質(zhì)研究及應(yīng)用[D]. 劉曉.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]電磁直推式油菜排種器研究[D]. 周琨.西南大學(xué) 2015
[4]非球形催化劑顆粒與構(gòu)件壁面碰撞的數(shù)值研究[D]. 呂兆聰.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[5]石灰石顆粒磨損特性與機(jī)制研究[D]. 錢超然.重慶大學(xué) 2013
[6]煤灰顆粒與平板表面冷態(tài)慣性撞擊機(jī)理研究[D]. 韓健.大連理工大學(xué) 2013
[7]固—液兩相磨粒流中對于顆粒碰撞結(jié)構(gòu)化表面的研究[D]. 王嘉琦.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[8]氣固流化床內(nèi)顆粒旋轉(zhuǎn)與碰撞特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊秋輝.浙江大學(xué) 2012
[9]集中型槽孔輪式油菜精量排種器設(shè)計(jì)及其破碎率試驗(yàn)研究[D]. 黃吉星.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[10]壁面顆粒流運(yùn)動的隨機(jī)模型[D]. 劉帆.清華大學(xué) 2010
本文編號:3648717
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