<<
>>

3.4. Численный эксперимент в программном комплексе EDEM

Для понимания процесса измельчения, происходящего внутри мельницы, а также получения численных значений кинематических характеристик мелющих тел, была поставлена задача по проведению численного эксперимента.

Проведение экспериментальных исследований с помощью компьютерного мо­делирования позволяет эффективно изучить влияние варьируемых факторов на процесс измельчения в шаровой барабанной мельнице. Численный и лаборатор­ный эксперименты дополняют друг друга и позволяют получить высокую точ­ность выходных данных. Важным свойством численного эксперимента является возможность визуализации результатов расчетов. Представление результатов в наглядном виде - важнейшее условие для их лучшего понимания. При этом ком­пьютерная графика позволяет исследователю "заглянуть" в недоступные места исследуемого объекта, что при проведении реального эксперимента невозможно. Результаты, полученные в ходе проведения численного моделирования, были ис­пользованы при проектировании новых типов футеровок шаровых мельниц.

Для задания физико-механических характеристик двух материалов: мелющих тел - Сталь ШХ-15, корпуса мельницы - Сталь 35 были заданы значения коэффи­циента Пуассона, модуля сдвига и плотности для каждого из них [68]. Значения физических параметров для материалов, используемых в численном анализе, при­ведены в таблице1.

Таблица 3.1 Основные характеристики материалов

Параметр Материал мелющих тел Материал футеровки
Сталь ШХ-15 Сталь 35
Коэффициент Пуассона 0,26 0,29
Плотность, кг/м3 7812 7830
Модуль сдвига, Па 8∙1010 8,2∙1010

Корпус лабораторной шаровой мельницы 0 0,48х0,28 м, а также ее футеровка представляют собой сложную геометрическую модель, поэтому ее варианты ис­полнения были созданы в CAD-системе NX согласно плану эксперимента [46].

Цифровые модели корпуса мельницы (рисунок3.8)были экспортированы в уни­версальный формат Parasolid и затем загружены в EDEM.

Рисунок 3.8 Г еометрическая модель футеровки лабораторной шаровой мельницы

Для определения параметров взаимодействия (контакта) материалов корпуса и мелющих тел между собой были заданы значения коэффициента восстановления 0,555 (Coefficient of restitution), коэффициента трения скольжения 0,74 (Coefficient of static friction) и коэффициента трения качения 0,002 (Coefficient of rolling friction). Взаимодействие было определено для всех материалов, используемых в модели, в том числе, когда материал вступает в контакт с самим собой (в случае, когда два мелющих тела сталкиваются друг с другом).

При создании численной модели процесса измельчения в мельнице была задан диаметр мелющих тел - 0 30 мм.

Для задания кинематических параметров, необходимо предварительно опреде­лить рабочую частоту вращения корпуса мельницы [11, 23]:

n = 0,76 ∙ 61,2 = 46,51 об /с.

Для проведения численных экспериментов была создана рабочая среда для мелющих тел. Из расчета, получим, что необходимое количество шаров 0 30 мм при коэффициенте заполнении ^=0,3 равно 640 шт. При проведении серии экспе­риментов и варьировании параметра - коэффициента загрузки, количество шаров было изменено согласно плану эксперимента.

Перед запуском симуляции на расчет было задано фактическое время числен­ного эксперимента їсимв секундах. В ходе проведения серии предварительных экспериментов, время расчета їсимравнялось 100 с. На рисунке3.9 показан график зависимости средней скорости мелющего тела Уср от времени, который позволяет сделать вывод о том, что, начиная с 6-ой секунды численного эксперимента ре­жим работы является установившимся. Среднее значение скорости мелющего те­ла Уср в промежуток времени 6-100 с составляет 0,928 м/с, а отклонения от средне­го значения не превышают 3%. Поэтому, с целью экономии машино-часов при выполнении экспериментов в EDEM время симуляции їсимравнялось 10 с (при та­ком времени симуляции длительность расчета одного численного эксперимента составляла около 8 часов).

Рисунок 3.9 Зависимость средней скорости мелющего тела Уср от времени симуляции їсим

Все численные эксперименты в программном комплексе EDEM были созданы с изменением значений варьируемых параметров, исходя из поставленных задач исследования процесса измельчения в шаровых барабанных мельницах.

3.5.

<< | >>
Источник: ХАХАЛЕВ ПАВЕЛ АНАТОЛЬЕВИЧ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СТУПЕНЧАТОЙ ФУТЕРОВКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ШАРОВОЙ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Белгород - 2017. 2017

Еще по теме 3.4. Численный эксперимент в программном комплексе EDEM:

  1. 1.3 Обзор существующих CAD/CAE программных пакетов
  2. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
  3. 4.2. Инструментально-моделирующий комплекс «Навигатор Сканирования»
  4. 3.3. Обобщённая блок-схема алгоритма программного комплекса экспертной системы имитационного моделирования
  5.   ГЛАВА 4. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ "BIOMOD"
  6.   4.1. Общая характеристика программного комплекса 
  7.   ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «Biomod»
  8. 2.1. Общая характеристика программного комплекса 
  9. 9.1 . КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ
  10. Особенности приема и обработки спутниковой информации аппаратно-программным комплексом.
  11. Содержание
  12. Обзор программных продуктов для симуляции движения мелющей загрузки в мельницах
  13. Цель эксперимента
  14. 3.4. Численный эксперимент в программном комплексе EDEM
  15. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦАХ
  16. Сравнение результатов лабораторных и численных экспериментов
  17. 5.1. Инженерная методика проектирования футеровок шаровых барабанных мельниц
  18. Внедрение на ЗАО «ТД «Кварц»»