基于CFD-DEM的柔性生物质颗粒取向特性研究

为解决柔性生物质颗粒在食品加工和生物能源制备等出现的取向无序性问题,设计了一种三角形沟槽通道.基于计算流体动力学-离散元方法(CFD-DEM),建立三角形沟槽通道内柔性颗粒运动的气固耦合模型.其中,采用双链黏结球模型表征柔性生物质颗粒.设计正交实验,研究气体速度、颗粒长度、通道倾斜角和沟槽角度对柔性颗粒取向的影响规律.结果表明:柔性颗粒取向角为0~10°的比例高达0.9;通道倾斜角β对颗粒取向有序性的影响最大,随着颗粒长度颗粒的增大,通道倾斜角和沟槽角度的减小,取向有序性增强.优化模型中,颗粒取向角为0~10°的比例为0.96,取向有序参数S为-1.911,颗粒取向与沟槽方向基本一致;颗粒运动平均速度为2.467 m·s^(-1).该成果为颗粒取向的研究提供了一定的理论依据.

接装机吊具设计与强度分析

目的 为保障大型工业机械装配、包装、起吊与转运的安全性,对其吊具系统进行结构强度分析与优化设计。方法 设计地脚承重试验,采用称重传感器获得接装机重量,确定吊具载荷。建立烟支接装机吊具有限元分析模型,研究偏载系数为1.5时准静态状态下吊具的应力应变分布规律。基于结构最大应力和许用安全因子,对吊具结构进行优化。结果 优化后底板最大应力为79.6 MPa,安全因子大于3。起吊构件的最大应力为47.6 MPa,安全因子大于5。撑杆部件结构优化后,撑杆最大应力为175 MPa,安全因子大于1.3。接装机起吊试验结果表明,设计的吊具可安全起吊和转运接装机,试验结果与模拟结果相符。结论 设计与优化的吊具结构满足强度要求,能安全起吊、包装和转运接装机。本文的研究为工业机械设备系统性包装运输的安全设计提供了重要理论依据。