基于EDEM的煤仓卸料时煤散料流动特性分析

为研究煤仓卸料时煤散料流动特性和影响因素,使用离散元软件分析包EDEM建立了某型号煤仓与煤散料的分析模型,描述了EDEM建立煤仓模型、煤颗粒模型和生成煤散料的具体方法,模拟仿真了煤仓内煤散料卸料流动状态。结果表明:卸料过程为整体流逐步变为漏斗流;分别针对颗粒密度、散料含水率、粒径分布等煤散料参数,以及壁摩擦因数、卸料斗倾角、卸料斗口径等煤仓材料和结构参数,进行了卸料流态和速度影响因素分析,其中含水率越低,壁摩擦因数越小,卸料斗倾角与口径越大,则煤料流态越接近整体流,卸料速度越快,颗粒密度越大,粒径越大,卸料速度越快,但对煤料流态无明显影响。

基于离散元法的煤散料堆积角试验研究

堆积角实验可用于煤散料的离散元微观参数优化,为煤散料的准确仿真分析奠定基础。对3种不同粒径的煤散料进行堆积角实验,采用图像处理技术获取煤散料堆积角,研究颗粒尺寸对堆积角的影响;采用离散元法建立不同的煤散料模型,通过堆积过程的仿真分析,研究煤散料模型的复杂程度对仿真准确性的影响;在此基础上研究落料高度对堆积角的影响。结果表明:随着颗粒尺寸变大,堆积角也相应增加;接近真实颗粒形状建立的离散元模型能得到更好的仿真效果;随着落料高度的增加,堆积角呈线性减小的趋势。

基于回转输运试验的煤散料离散元接触参数修正

为获取精确的刮板输送机离散元模拟结果,基于回转输运试验,通过响应面法对煤料的接触参数进行修正.采用Plackett-Burman试验考察接触参数对受力及堆积角的影响,发现煤-钢静摩擦系数、煤-煤摩擦系数具有显著正效应.根据爬坡试验结果,以受力及堆积角为响应值规划Box-Behnken试验,建立受力、堆积角与显著项间的二次回归多项式,以实测数据为目标值求得最佳参数:煤-钢静摩擦系数为0.401,煤-煤静摩擦系数为0.333,煤-煤滚动摩擦系数为0.041.通过不同输运条件下的回转试验验证了参数的准确性,为刮板输送机的离散元研究提供参考.

多羟基煤散料抑尘剂溶液黏度行为研究

为解决煤散料抑尘剂在低温环境中使用时溶液黏稠的问题,分别采用氧化、超声和高温方法对抑尘剂原料淀粉进行改性,结果表明:改性淀粉溶液的黏度均显著降低,其中高温改性效果最好,淀粉经过1h左右高温作用即可将溶液黏度降至5mPa·S以下。氧化作用主要发生在淀粉的无定形区,而超声作用和高温作用都可以对淀粉的结晶区产生一定影响。

散煤料对落煤区域中部槽磨损性能分析

为了研究在落煤区域煤料对刮板输送机中部槽的冲击磨损特性,实现对刮板输送机中部槽进行改进,从而对其关键部分进行强化设计,为耐磨材料的选取提供相应的理论指导。刮板输送机承担着散煤料运输的重要任务,中部槽为刮板输送机的关键部件,选用褐煤、无烟煤、焦煤从理论上分析了中部槽在煤料冲击下的摩擦特性,结合EDEM软件建立了中部槽摩擦副仿真模型,得到了落煤区域中部槽在不同结构形式、不同煤散料参数下的中部槽受力和线磨损深度曲线。不同结构形式主要包括链间距和刮板距离,在相同的中部槽宽度、基础粒径、运行速度、煤料材质条件下,分析了在118、158、188 mm下链间距的磨损和受力情况,以及刮板距离为720、864、1 000 mm时的磨损性能。不同的煤料参数包括粒径大小和煤料的不同种类,在相同的中部槽宽度、链间距、刮板距离、运行速度条件下,分析了在0.8倍粒径、单倍粒径和1.2倍粒径下的冲击影响。通过查阅3种煤料的物理参数性质,探究不同种类煤料对中部槽磨损的影响。结果表明:煤料稳定运输后,落煤区的散煤料聚集在刮板附近,磨损主要发生在链道处;随着链间距和刮板距离以及煤料粒度的增加,中部槽的磨损呈增加的趋势;无烟煤在落煤区域对中部槽的冲击力和磨损程度较褐煤和焦煤大。

散料表层渗透固化机理及技术应用研究

基于表层渗透固化方法,以天然淀粉为主要原料,通过催化氧化改性制备固化抑尘剂。比较了添加表面活性剂对固化抑尘剂不同粒度煤料渗透性的影响,考察了固化抑尘剂的温度适应性、稳定性;在神朔运煤铁路线进行了抑尘剂喷洒固化试验和应用,结果表明:基于表层渗透固化方法研制的淀粉基固化抑尘剂喷洒在煤散料表层可形成抑尘固化壳层,能够防止列车运煤过程中煤料散失,喷洒固化抑尘剂后,显著降低了运煤列车通过隧道时隧道内的煤粉尘浓度,隧道内煤粉尘浓度由256.4 mg/m3降低到30.5 mg/m3,喷洒固化抑尘剂对煤质无影响。

刮板输送机上散料流形成及重载段链环力学特性分析

针对复杂工况下刮板链的载荷多变问题,对刮板输送机上煤散料的运动及链环的受力特性进行了分析。首先,基于离散元法和多体动力学法,建立了刮板输送机的刚散耦合模型;然后,对其输送过程中刮板输送机上散料流的形成及煤散料堆积轮廓的成因进行了分析,并以此为基础进一步研究了重载段链环的运行阻力和动载荷;最后,基于理论分析和仿真运行的结果,对平稳、紧急停机及满载启动工况下,输送机刮板链环间接触力的大小和变化趋势,及主要影响因素进行了分析。研究结果表明:输送机平稳运行时,因散料堆积而导致的挡煤板侧链环间的接触力更大,其值为0.328 kN~122.557 kN;紧急停机时,输送机运行速度的降低使得其接触力值减小为0.745 kN~77.602 kN;满载启动时,因启动速度增大和煤散料堆积使得接触力值异常增大,且最大值为161.328 kN;该结果可以为解决实际工况中刮板链的卡链或断链提供理论依据。

基于离散元的刮板输送机中部槽动态承载特性的研究

以某型号的刮板输送机为例,通过Hypermesh对刮板输送机的简化模型进行前处理,应用EDEM离散元分析软件建立刮板输送机动态承载模型进行仿真,分别得到了不同煤散料参数、不同铺设倾角下中部槽的承载特性曲线。研究结果表明,刮板输送机运输煤散料的过程中,随着运输的完成,煤散料大部分集中在刮板附近,中部槽受力随着煤料粒度的增加和铺设倾角的增大,承载特性曲线波动较大,而且在煤散料为无烟煤时中部槽受力最大,焦煤次之,褐煤最小。

刮板输送机中部槽运输效率及其运输过程中的应力和变形分析

为研究刮板链速度、煤颗粒与中部槽之间的静摩擦系数、煤颗粒粒度以及铺设倾角等因素对刮板输送机运输效率的影响规律以及运输过程中中部槽的应力与变形特性,采用离散元软件EDEM与有限元软件ANSYS WORKBENCH相耦合的方法对刮板输送机运输煤散料的过程进行了模拟仿真,结果表明:链速和煤颗粒与中部槽之间的静摩擦系数对运输效率的影响较为显著,而煤颗粒粒度和铺设倾角的影响效果要小得多;由煤散料对中部槽的摩擦和冲击作用造成的应力较大的位置主要集中在中部槽与煤散料直接接触和受到冲击的地方,以及形状变化较大的地方,最大应力远小于中部槽材料的屈服强度。因此在进行结构设计时,应该保证中部槽接触煤散料部位的耐磨性和强度,并且为降低应力集中,应在中部槽形状变化较大的地方进行圆角设计。而最大变形量主要发生在E形槽帮上端的边缘处以及中板的中部,也在允许的范围之内。研究结果可以为刮板输送机的结构优化设计和正确使用提供参考。

刮板输送机中部槽磨损量的影响分析

为了探究刮板链速度、铺设倾角、煤颗粒硬度、煤颗粒粒度等因素对中部槽磨损影响规律,采用UG软件建立中部槽和刮板链的三维几何模型,并将其导入离散元软件EDEM中进行磨损仿真。研究结果可以为刮板输送机的结构优化设计和正确使用提供一定参考。

Caking property and active components of coal based on group component separation

The content and the caking index of the heavy,the dense medium and the loose medium components of coal,obtained by extraction and stripping with CS_2/N-methyl-2-pyrrolidinone mixed solvent(1:1 by volume),were studied and correlated with the caking property of raw coals.Images of the three group components after heat treatment were analyzed.The results show that both caking index(G) and maximum thickness of plastic layer(Y) of coals have a good linear relationship with the content of the medium component;the dense medium and the loose medium components are the two key factors to determine the caking property of raw coals-they are the source materials of fluidity and swelling of coal,respectively;the heavy component without the swelling and fluidity was cohered by the other components;two new indexes,which can extend current understanding of the caking properties,were introduced.

基于EDEM的刮板输送机中部槽与负载的研究

为了得到符合实际工况的中部槽与负载的动力学模型,研究了刮板输送机在满载工况下溜槽底部的受力情况,在考虑负载散体特性的基础上,分析了负载所受阻力偏大的原因;提出了利用EDEM软件测量刮板与散粒体之间的阻尼系数与刚度系数的方法;搭建了中部槽与负载的动力学模型,并与常用动力学模型进行了比较。结果表明:煤散料的流动性导致输送过程中溜槽底部所受负载压力大于负载自重;EDEM软件可以测量刮板与煤散料之间的阻尼系数和刚度系数;增加刮板与煤散料之间的阻尼系数和刚度系数的动力学模型符合实际工况,为进一步搭建刮板输送机整体动力学模型提供理论基础。