回转窑多粒径颗粒流动与偏析的DEM模拟与实验研究

来源：计算力学学报杂志2022年第4期北京时间：

作者：赵东昇,邱家用,居殿春,孙健,余水,齐渊洪

单位：江苏科技大学 冶金与材料工程学院, 张家港 215600,张家港江苏科技大学 产业技术研究院 精细冶金研究所, 张家港 215600,江苏科技大学 冶金与材料工程学院, 张家港 215600,张家港江苏科技大学 产业技术研究院 精细冶金研究所, 张家港 215600,江苏科技大学 冶金与材料工程学院, 张家港 215600,张家港江苏科技大学 产业技术研究院 精细冶金研究所, 张家港 215600,扬州市职业大学 机械工程学院, 扬州 225009,江苏科技大学 冶金与材料工程学院, 张家港 215600,张家港江苏科技大学 产业技术研究院 精细冶金研究所, 张家港 215600,钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室, 北京 100081

摘要：为明晰回转窑内颗粒的运动行为及偏析机理,以绿豆、黄豆和黑豆为颗粒介质,依次对3种装填顺序下的颗粒流动过程进行离散元模拟与实验研究,以颗粒质量分数和平均粒度为判据,对颗粒偏析进行评价。结果表明,回转窑内颗粒流动区可分为自由滚落区、渗流呆滞区以及窑壁携带区,自由滚落区颗粒流速最大,而渗流呆滞区流速最小。窑内颗粒沿轴向输运过程发生径向偏析,形成夹层结构,小颗粒受渗流作用在渗流呆滞区中心形成内核,大粒径和中等粒径颗粒集中在自由滚落区和窑壁携带区。窑内颗粒力链分布不均匀,强力链分布于近窑壁区,弱力链分布于自由滚落区和渗流呆滞区,且渗流呆滞区力链细而密集。当窑头附近不同粒径颗粒存在轴向速度差时,颗粒在轴向发生掺混,并产生径向偏析。

关键词：回转窑,离散元法,粒度偏析,多粒径颗粒,力链,

基金资助：十三五国家重点研发计划基金(2017YFB0603801)资助项目.