[目的]建立粥状饲料的离散元模型有助于开发和优化粥料处理设备,获取生猪粥料的离散元仿真模型参数。[方法]通过配制水料比为1.5∶1~2.0∶1的粥状饲料,测定不同水料比粥料的休止角,建立水料比与休止角的回归方程。以水料比1.8∶1的生猪...[目的]建立粥状饲料的离散元模型有助于开发和优化粥料处理设备,获取生猪粥料的离散元仿真模型参数。[方法]通过配制水料比为1.5∶1~2.0∶1的粥状饲料,测定不同水料比粥料的休止角,建立水料比与休止角的回归方程。以水料比1.8∶1的生猪粥料为研究对象,利用EDEM离散元软件,选取“Hertz-Mindlin with JKR”作为接触模型,采用圆筒提升法进行粥料休止角仿真模拟。以饲料颗粒泊松比、剪切模量、颗粒密度,饲料间碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数,饲料-不锈钢间碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数以及JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能共10个参数作为试验因素,以粥料休止角为评价指标,采用筛选试验设计(Plackett-Burman design)对模型参数进行筛选,采用最陡爬坡试验确定显著性参数的最优值区间,采用响应曲面试验设计(Box-Behnken design)建立休止角与显著参数的二阶回归模型,通过回归模型计算最优显著参数,最后利用最佳参数组合进行仿真休止角验证试验,并与实际试验进行对比。[结果]筛选试验结果表明,对休止角有显著性影响的参数为饲料间静摩擦系数、饲料间滚动摩擦系数和JKR表面能。响应曲面试验得到的显著参数的最优组合为:饲料间滚动摩擦系数为0.3、饲料间静摩擦系数为0.08、JKR表面能为0.008 93 J/m2。验证试验结果表明,仿真试验饲料休止角和实际试验休止角的相对误差为2.45%,且不同方向堆形相似性较高。[结论]基于Hertz-Mindlin with JKR模型标定的离散元参数准确,能较好地模拟生猪粥料的物料性状,该模型可为生猪粥状饲料处理设备的研发和仿真优化提供理论基础。展开更多
针对内充气吹式排种器对圆形种子适应性差、排种效果不佳的问题,对内充气吹式排种器进行优化设计,为增强种子充填容积和气流压附力在型孔底部开设不同结构的槽孔。基于离散单元法理论建立玉米籽粒粘结颗粒模型,运用EDEM-CFD耦合分析方法...针对内充气吹式排种器对圆形种子适应性差、排种效果不佳的问题,对内充气吹式排种器进行优化设计,为增强种子充填容积和气流压附力在型孔底部开设不同结构的槽孔。基于离散单元法理论建立玉米籽粒粘结颗粒模型,运用EDEM-CFD耦合分析方法,以型孔内种子在排种盘转动过程中所受的曳力值为指标,在入口风速为30 m/s、前进速度为8 km/h的工作条件下对3种不同型孔结构排种盘进行圆粒种子排种效果的耦合仿真,分析排种过程中圆粒种子所受曳力的变化情况及清种和压种性能。仿真结果表明:同一排种盘中,因大圆粒种子迎风面积大于小圆粒种子,所受曳力均大于小圆粒,迎风面积大的颗粒更易被清出型孔;径向内开方孔盘型孔内气流对颗粒的曳力及压附力均较大,且增大了型孔对种子在径向方向的充填容积,该盘对圆粒种子及混合种子的工作效果均较好。为验证仿真结果进行台架试验,当前进速度为8 km/h时进行3种排种盘工作压强的单因素试验,结果表明,径向内开方孔盘合格率随工作压强的增大而增大,当工作压强大于5.5 k Pa时,合格率超过95%,明显优于其他2个排种盘;对径向内开方孔盘进行前进速度为4~12 km/h、工作压强为4~8 k Pa的双因素试验,结果表明,合格率随着前进速度和工作压强的增大而增大,针对不同前进速度,当工作压强高于6 k Pa时,合格率接近96%,漏播率低于1%。展开更多
在目前颚式破碎机的设计工作中,电机功率的选择主要以经验计算为主,常有计算功率较之需用功率偏大或偏小的现象发生。为分析破碎机在破碎物料过程中功率的变化规律,使用离散元软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)建立物料及...在目前颚式破碎机的设计工作中,电机功率的选择主要以经验计算为主,常有计算功率较之需用功率偏大或偏小的现象发生。为分析破碎机在破碎物料过程中功率的变化规律,使用离散元软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)建立物料及破碎机的离散元模型。对岩石试件进行点载荷试验,得到其抗拉强度,并在EDEM中模拟物料的压缩试验,对物料BPM(Bonded Particle model)模型参数进行标定,使物料的破碎行为与真实岩石保持一致。在实验室用颚式破碎机内进行岩石的破碎工作,并记录破碎机的功率变化规律,与模拟物料破碎得到的功率变化曲线进行对比,发现两者基本吻合,得到的功耗数据可为电机的合理选择提供一定的参考。展开更多
文摘[目的]建立粥状饲料的离散元模型有助于开发和优化粥料处理设备,获取生猪粥料的离散元仿真模型参数。[方法]通过配制水料比为1.5∶1~2.0∶1的粥状饲料,测定不同水料比粥料的休止角,建立水料比与休止角的回归方程。以水料比1.8∶1的生猪粥料为研究对象,利用EDEM离散元软件,选取“Hertz-Mindlin with JKR”作为接触模型,采用圆筒提升法进行粥料休止角仿真模拟。以饲料颗粒泊松比、剪切模量、颗粒密度,饲料间碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数,饲料-不锈钢间碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数以及JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能共10个参数作为试验因素,以粥料休止角为评价指标,采用筛选试验设计(Plackett-Burman design)对模型参数进行筛选,采用最陡爬坡试验确定显著性参数的最优值区间,采用响应曲面试验设计(Box-Behnken design)建立休止角与显著参数的二阶回归模型,通过回归模型计算最优显著参数,最后利用最佳参数组合进行仿真休止角验证试验,并与实际试验进行对比。[结果]筛选试验结果表明,对休止角有显著性影响的参数为饲料间静摩擦系数、饲料间滚动摩擦系数和JKR表面能。响应曲面试验得到的显著参数的最优组合为:饲料间滚动摩擦系数为0.3、饲料间静摩擦系数为0.08、JKR表面能为0.008 93 J/m2。验证试验结果表明,仿真试验饲料休止角和实际试验休止角的相对误差为2.45%,且不同方向堆形相似性较高。[结论]基于Hertz-Mindlin with JKR模型标定的离散元参数准确,能较好地模拟生猪粥料的物料性状,该模型可为生猪粥状饲料处理设备的研发和仿真优化提供理论基础。
文摘针对内充气吹式排种器对圆形种子适应性差、排种效果不佳的问题,对内充气吹式排种器进行优化设计,为增强种子充填容积和气流压附力在型孔底部开设不同结构的槽孔。基于离散单元法理论建立玉米籽粒粘结颗粒模型,运用EDEM-CFD耦合分析方法,以型孔内种子在排种盘转动过程中所受的曳力值为指标,在入口风速为30 m/s、前进速度为8 km/h的工作条件下对3种不同型孔结构排种盘进行圆粒种子排种效果的耦合仿真,分析排种过程中圆粒种子所受曳力的变化情况及清种和压种性能。仿真结果表明:同一排种盘中,因大圆粒种子迎风面积大于小圆粒种子,所受曳力均大于小圆粒,迎风面积大的颗粒更易被清出型孔;径向内开方孔盘型孔内气流对颗粒的曳力及压附力均较大,且增大了型孔对种子在径向方向的充填容积,该盘对圆粒种子及混合种子的工作效果均较好。为验证仿真结果进行台架试验,当前进速度为8 km/h时进行3种排种盘工作压强的单因素试验,结果表明,径向内开方孔盘合格率随工作压强的增大而增大,当工作压强大于5.5 k Pa时,合格率超过95%,明显优于其他2个排种盘;对径向内开方孔盘进行前进速度为4~12 km/h、工作压强为4~8 k Pa的双因素试验,结果表明,合格率随着前进速度和工作压强的增大而增大,针对不同前进速度,当工作压强高于6 k Pa时,合格率接近96%,漏播率低于1%。
