基于表面能的湿煤颗粒含水率表征方法

表面能为湿煤颗粒含水率的表征参数。为解决在离散元仿真模拟中非球形湿煤颗粒表面能的设置问题,首先通过圆筒法测量不同含水率的9种煤料的堆积角,研究堆积角与含水率间之间的关系;随后利用EDEM进行圆筒堆积仿真试验,建立堆积角与表面能之间的线性回归模型;最后运用回归分析法建立含水率与表面能之间的二次多项式回归数学模型。结果表明:粒径为3~5 mm的湿煤料颗粒的堆积角随着含水率增加而增加;表面能为0~2 J/m~2时堆积角随表面能呈线性缓慢增大趋势;表面能为2~3.75 J/m~2时堆积角随表面能快速增大;基于表面能的非球形湿煤散料颗粒含水率的数学模型与实验结果的最大误差小于2%,说明表征方法准确可靠。由数学模型测算可知:当含水率≤10%时,表面能随含水率快速增大;当煤料含水率>10%时,表面能随含水率增大的趋势趋于平缓。