基于離散元法的曲面式勻料盤試驗研究.pdf

1、糙米加濕調(diào)質(zhì)工藝能夠減少碾米過程中碎米的產(chǎn)生、提高整精米率、降低碾米能耗，同時還可以改善碾磨后大米的食用品質(zhì)，對稻谷加工業(yè)具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。在加濕調(diào)質(zhì)工藝提高糙米含水率的生產(chǎn)實踐中，使糙米的含水率趨于均勻是十分必要的，加濕均勻性作為加濕調(diào)質(zhì)工藝的重要指標(biāo)嚴(yán)重影響物料的后續(xù)質(zhì)量及生產(chǎn)效率。糙米加濕過量或者不足可能會導(dǎo)致碎米率增大，整精米率得不到提高，因此提高糙米調(diào)質(zhì)技術(shù)中的加濕均勻性具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。物料在調(diào)質(zhì)設(shè)備中的分布情況直接影響

2、其加濕均勻性，物料分布不均勻是研究人員面臨的重要問題。目前糙米調(diào)質(zhì)設(shè)備通過增設(shè)勻料盤來提高物料的分布均勻性，使得糙米在勻料盤上以相對穩(wěn)定的料層流動，霧化噴頭向盤面上的糙米噴霧，使得霧滴與糙米充分且均勻的接觸，從而實現(xiàn)糙米的均勻加濕。但是由于現(xiàn)有勻料盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計大多依靠經(jīng)驗參數(shù)，一般勻料盤的勻料性能較低，從而導(dǎo)致糙米加濕均勻性得不到提高。因此，設(shè)計一種適用于糙米加濕調(diào)質(zhì)工藝的勻料盤，對提高糙米加濕均勻性具有重要意義。
　　本研究提出

3、一種適用于糙米調(diào)質(zhì)工藝的曲面式勻料盤，基于圓錐式勻料盤上顆粒的運(yùn)動規(guī)律，勻料盤的曲母線設(shè)定為拋物線，既可以減緩糙米的運(yùn)動加速度、提高在勻料盤上的停留時間，又能夠提高物料的分布均勻性。本研究在離散單元法的基礎(chǔ)上，分別采用單因素試驗和響應(yīng)面試驗設(shè)計對曲面式勻料盤的工作性能進(jìn)行研究，確定勻料盤的最佳工作參數(shù)，通過臺架試驗對仿真試驗結(jié)果進(jìn)行驗證，主要工作如下:
　　(1)以圓錐式勻料盤上的糙米顆粒為研究對象，對其運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行分析，根據(jù)糙米

4、的運(yùn)動加速度方程和勻料盤設(shè)計要求，確定勻料盤的曲母線方程為拋物線形式;
　　(2)基于離散單元法對曲面式勻料盤上顆粒的運(yùn)動過程進(jìn)行數(shù)值模擬，研究拋物線系數(shù)和轉(zhuǎn)速對勻料盤上糙米運(yùn)動的影響規(guī)律;
　　(3)采用單因素試驗分析方法，確定曲面式勻料盤轉(zhuǎn)速、曲面形式和導(dǎo)流管的參數(shù)范圍，并分析其對料層厚度均勻度的影響規(guī)律;
　　(4)采用響應(yīng)面試驗設(shè)計，研究曲面式勻料盤轉(zhuǎn)速(120-240r/min)、拋物線系數(shù)(0.015-0.

5、02)、導(dǎo)流管直徑(70-80mm)對料面厚度變異系數(shù)的影響規(guī)律，確定了曲面式勻料盤的最佳工作參數(shù)組合;
　　(5)通過臺架試驗對離散元仿真結(jié)果進(jìn)行驗證。
　　研究的主要結(jié)論為:
　　(1)拋物線形式的曲面結(jié)構(gòu)能夠降低顆粒的運(yùn)動加速度，轉(zhuǎn)速能夠增加糙米在勻料盤上的運(yùn)動路程，驗證了曲面勻料盤滿足設(shè)計要求
　　(2)建立了料面厚度均勻度隨曲面式勻料盤轉(zhuǎn)速、拋物線系數(shù)和導(dǎo)流管變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型;
　　(3)根據(jù)響