复杂混合粒群简谐振动离析动力学特性

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 12; pp. 4571 - 4585
• Main Authors: 乔金鹏, 杨金硕, 薛冬, 胡柯羽, 董良, 段晨龙, 江海深, 赵跃民, 蔚文朋
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221116 01.12.2023; 中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏徐州 221116%大地工程开发(集团)有限公司,天津 100102
• Subjects: phase diagram; 振动离析; stratification; 离散元法; 分层; discrete element method; 非球形颗粒; 相图; vibrated segregation; non-spherical particle
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0033

TD94; 混合粒群在振动作用下的离析分层为矿物颗粒的筛分分级提供了实现基础,颗粒形状特征及粒级结构是影响离析速率及结果的重要因素.基于离散元法数值模拟探究了单个(非)球形大颗粒在小颗粒群中离析动力学特性,研究了颗粒形状对其离析速率的影响规律,分析了二元均匀混合粒群中形状与粒度之间的交互作用,揭示了多元混合粒群中离析速率及转动取向分布规律.试验结果表明:较强振动作用下,球形大颗粒离析速率随粒度比的增加呈现先增加后降低的非单调变化趋势,而非球形大颗粒离析速率显著高于球形大颗粒,主要原因是其颗粒底端延伸至孔隙率波动较大的深床层.此外,非球形大颗粒与球形大颗粒的离析速率差值随着振幅的增加同样呈现先升高后降低的变化趋势;当二元混合颗粒群中存在对流时,其离析速率明显高于无对流颗粒群的离析速率;二元混合料群中非球形大颗粒的离析速率与转动取向呈现"类高斯"分布特征,且非球形颗粒的形状与粒度对最终离析结果的影响存在竞争关系,导致球形大颗粒-非球形小颗粒床在小粒度比、低球形度条件下出现异常的"反巴西果"现象;此外,颗粒形状对离析速率的影响显著性高于粒级结构,增加中间粒级颗粒会减缓粒群的离析过程,而拓宽粒度分布范围同样也会造成离析速率下降.