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螺旋输送机中颗粒群的运动特性分析

文章作者:首创环保   发布时间:2021-03-19
螺旋输送机由于其结构简单紧凑、操作管理方便、密封性能好、环境污染小、输送效率高等优点被用来提升或输送散体物料,广泛应用于粮食、建材、化工、矿业、电力及交通运输等工业部门。

螺旋输送机由于其结构简单紧凑、操作管理方便、密封性能好、环境污染小、输送效率高等优点被用来提升或输送散体物料,广泛应用于粮食、建材、化工、矿业、电力及交通运输等工业部门。
  目前,对螺旋输送机中颗粒群的运动特性研究并不多。忽略颗粒群转速的径向变化,研究了颗粒群的运动特征参数。对颗粒群进行了运动和受力分析,假定颗粒群升角恒定的情况下,研究了轴向速度与半径之间的函数关系式。忽略螺旋面升角的径向变化,对颗粒群角速度与半径之间的函数关系式做出了假设,并在此基础上确定了颗粒群运动特征参数。小米作为输送物料,对螺旋输送机在不同输送角度、转速、间隙下进行了大量的实验研究,得到这些因素对颗粒群运动特征参数和输送前后体积变化的影响,并在实验的基础上研究了颗粒群升角的径向变化和体积效应。利用离散元法研究了颗粒群的运动特性,并对螺旋输送机性能进行预测。综合考虑螺旋面和颗粒群升角的径向变化,对颗粒群角速度与半径之间的函数关系式进行了修正,并在此基础上推导了平均轴向速度和生产率的计算公式。

 

 2颗粒群的受力和运动分析
  垂直螺旋输送机是利用螺旋叶片与颗粒群之间的相对运动而进行输送的。当螺旋叶片转动时,由于螺旋叶片的摩擦力,使颗粒群跟随螺旋叶片一起转动。在离心力的作用下,颗粒群会沿着径向逐步向螺旋管壁移动,从而对螺旋管壁产生压力作用,进而引起螺旋管壁的摩擦力。由于螺旋管壁是静止的,所以该摩擦力会阻碍颗粒群跟随螺旋叶片一起转动,沿着螺旋叶片逐渐上升,从而实现了颗粒群垂直输送的目的。
  3颗粒群运动特征参数分析
  颗粒群的平均轴向速度直接影响垂直刮板输送机的生产率,轴向速度越大,生产率越高。在实际研究过程中,由于颗粒群角速度与半径间的函数关系式没有被假定或者假定的较复杂,给平均轴向速度的计算带来了困难。目前,在工程实际计算中通常不考虑物料轴向阻滞的影响,因此颗粒群在螺旋管内的平均轴向速度简化为螺距与转速的乘积。但是这种简化计算使实际的平均轴向速度与计算结果相差较大,这也直接影响了生产率的计算。
  总体来说,得出下面两个结论:
  (1)平均轴向速度和体积效应是影响生产率计算的两个主要因素。其中,随着螺旋转速的增大,平均轴向速度主要是影响生产率的大小,而体积效应不仅影响了生产率的大小,还影响了生产率的变化趋势。在设计螺旋输送机时,可考虑降低螺旋转速和增大螺旋半径,控制颗粒群的体积效应接近于1。
  (2)当螺旋转速较高时,由于没有简化平均轴向速度,且考虑了体积效应的影响,不仅使大小与实验值很接近,并且变化趋势相同,所以推导公式计算生产率比规范公式要合理,为生产率的计算提供了理论依据。

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