定量变距螺旋结构设计与试验

针对等径变距螺旋喂料结构出料量不稳的问题,在等距螺旋结构流量计算式的基础上,提出一种变距螺旋结构流量的计算方法,并推导出流量计算式。根据流量计算式,采用响应面法对变距螺旋结构进行螺距设计,以流量作为响应值,应用Design Expert软件设计试验,得到螺旋喂料结构进料段最佳螺距组合为S1=0.35D,S2=0.60D,S3=0.85D,S4=D。根据所得的最佳参数组合,用SolidWorks软件建立螺旋喂料结构三维模型并导入EDEM软件,以小米物料进行离散元分析,仿真质量流量平均值为0.321kg/s,与变距实际计算流量值0.319kg/s的误差为0.627%,与实际要求流量值误差为3.7%,验证了变距流量式的可靠性和响应面设计的可行性,可为定量变距螺旋结构的设计计算提供参考。     

基于颗粒缩放的小麦粉离散元参数标定

为获得小麦粉离散元仿真精确的接触参数,将不规则形状的小麦粉简化成软质球形颗粒,利用颗粒接触缩放原理和量纲分析进行颗粒缩放,将平均粒径0.212 mm的小麦粉放大至1.2 mm,选择"Hertz–Mindlin with JKR"接触模型,利用休止角对接触参数进行标定。首先通过Plackett-Burman试验筛选出对休止角影响显著的参数:表面能JKR(Johnson Kendall Roberts)、小麦粉-小麦粉滚动摩擦系数、小麦粉-不锈钢静摩擦系数;然后根据Box-Behnken试验建立并优化休止角与显著性参数的二阶回归模型,得到显著性参数的最佳组合为JKR为0.157、小麦粉-小麦粉滚动摩擦系数为0.25、小麦粉-不锈钢静摩擦系数为0.58;最后用标定参数仿真所得休止角大小与真实试验值进行对比,二者相对误差为0.61%。结果表明标定所得的接触参数可用于小麦粉放大颗粒的离散元仿真,为定量供送螺杆的设计提供参考。