基于CFD-DEM的超细碳酸钙螺旋输送仿真分析OACSTPCD

【目的】为提高螺旋输送机的输送效率,降低输送机的功耗与磨损,探究在不同进料速率、螺旋轴转速与几何体摩擦系数下,超细碳酸钙在水平变径变距螺旋输送机内的颗粒流动状态、出口质量流量、输送机功耗与磨损分布。【方法】使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散单元法(discrete element method,DEM)双向耦合数值模拟的方法,对螺旋输送机在不同转速下的质量流率进行分析对比,验证数值模型的正确性。【结果】摩擦系数对颗粒的运动有较大影响,颗粒流的轴向速度峰值和质量流率峰值随着摩擦系数的增加先增大再减小;随着下料速度和摩擦系数的增大,输送机功率明显增大,且摩擦系数在高进料速度与低转速的情况下对功耗的影响相对于低进料速度和高转速更加明显;磨损较严重的区域集中在下料口处的螺旋轴与螺旋叶片的边缘处。【结论】简单增大或减小摩擦系数并不能提高颗粒的轴向速度和质量流量,而是存在一个局部最优参数组合;适当地提高转速能够减小颗粒密实度与颗粒停留时间,从而减小输送机的功耗与几何体磨损。