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                振動篩篩分效率與篩面長度的研究

                產品資訊:2012-12-13

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                篩◣分設備是一種廣泛用於將散狀物分為兩種或多種粒度級別的設備。國內大型篩分設備的研制及存在的問題從上世紀70年代開始,國內在大型篩分機的研制方面,做╳了大量工作,取得了很大成績。篩分機械中篩面的長度和寬度是兩個重要的結構∩參數,它是設計與選用篩分機時首先碰到的問題。根據⌒ 篩分理論,篩面寬度與篩分機的處理能力相關,即同樣條★件下, 篩面越寬,處理能力越大。篩面長度與篩分效率相關,即同樣條随后古怪件下,適當的加長篩面可以提高篩分效率,然而由概率篩分的機理可〗知,隨著篩面的加長,粒攻击鞭笞而去徑大於分離粒徑的顆粒透篩量增∑加,而使得篩分效率降低深深,由此可知篩面長度存在一個優值使得篩分效率△高。

                以概率統計學為基礎建立weibull模型較好的反映了●顆粒沿篩長方向的透篩概率,為概率篩●的設計提供了一定的理論依據。在weibull 模型的基礎上可以推導出顆粒沿篩長方向的透篩效率公式,但是這個公々式過於復雜,而且沒有直接指出效率让把易水寒给击杀與篩長的函數關系,在工業應用上極為不便。基於實◥驗的篩面長度對篩分效率影響的研究,提出了篩☆面長度的選用應該考慮顆粒物料的粒度組成,建立篩長與篩分效率之間的定量關系,在概率篩的設計和選用上可以◥提供更為直接的依據。本文運用三維離散單元法模擬概率篩分過程,建立了篩分效率與篩面長度≡的函數關系。

                1 篩分效率與篩面長度的數值↘模擬

                隨著計算機數值模擬在工業中的不斷應用,20世界70 年代發展起來的離散單元法為顆粒系統的處理提供》了一種新途徑。該方法是以顆粒碰撞的基本定律和牛頓運動定律為基礎,對系統中每個◢顆粒的運動過程進行跟蹤,從而得到整個顆★粒群的運動規律。由於該方法所需經驗參數少,可以方便的設定顆粒的尺寸分布與性質,因此ξ具有廣泛的適應性。本文基於離散單元法進行了篩分的三維模擬。

                篩分的三維模型(圖1)由顆粒工♂廠、篩ζ 箱和篩面組成。顆粒工廠可以生粒徑或者質量成服從具有某一分布(正態分布、對數正態分『布等)的顆粒,顆粒在重九九力z方向的初速度作用下落到篩面上,設定篩面↘的振動參數(振幅、振動頻率和振動︽方向角),顆粒與篩面作用下發生分層透篩及流出篩面等篩分效果,篩箱可以收「集篩上物及篩下物。模擬中所用到的材料屬性、顆粒之間及顆粒與篩面篩網的碰撞系數、顆粒運動的摩擦系數等盡量設定←得與▅工程實際中的值接近。詳細初始條件見表1。

                圖1

                2數據處理及結論

                由模擬的結果╲,沿 x方向分段統計篩下顆粒,而得到不同粒徑顆粒在篩長方向上的篩分〒效率。由表2 中的數據繪制篩面長度→與篩分效率之間的關系曲線,如圖2,從圖中可以看出,在篩箱的起』始階段,隨著篩長的增加,各粒徑顆粒的篩分效率都迅速提高,同時相※對粒徑較小的顆粒(0.2、0.4)其篩分︾效率快速趨近高點。隨著篩長再增加,細顆粒的篩分效率開始緩慢下降,而相對粒徑較大的〖顆粒其篩分效率的增加也趨緩了。由公式(1)可以看出,隨著篩長的增加,某一粒徑的顆粒其透篩概率Ψ 是增加的, 當篩長增加到無限長◤時,其透篩概率為1。單顆粒透篩概率理論指出,相對粒徑小的顆粒↓與篩面接觸時透篩概率大,因此小顆粒可以較快透篩。本次模擬中小粒徑顆粒在較短的篩面內達到〓篩分效率,這也體現了單顆粒透篩概率理論由於概率篩是一種近似篩分設備,規定粒徑之外的顆粒的透篩,會降低此粒徑顆粒的篩→分效率。若某一粒徑的顆粒在未到篩面終端就完全透篩,此後的篩面就會讓此粒徑之◇外顆粒的透篩,次粒徑顆粒的篩分效率就會降低。因此可以推斷,模擬中篩長若繼續增加,相對粒徑較大的顆粒(0.6,0.8)篩分效率也會下降,只是模擬受到計算機硬件限制,無ぷ法模擬更長的篩分效果而已。

                圖2

                3結論:本文使用離散單元法(DEM)模擬了概率篩的篩分過程,提出了篩分效率對篩長及相對粒度的函數⊙關系式。從函數中可以看出,篩長與篩分效率的關系對不同的粒徑是不同的①,小粒徑的顆粒在較短的篩面下就可以達到更高的篩分效率。而大的粒徑達到完善篩分效率所需要很長的篩長♀。因此在設計或者選用篩分設備的時候,被篩物料的粒度組成應該是考慮篩長的一個※因素。綜合考慮影響篩分的各種參數之後,加上本文提出的函數公式,可以使得篩分設備的設計更加完善。

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