大颗粒与壁面碰撞的离散单元法模拟与分析

• 作者: 刘马林 张鹤 李天津 薄涵亮 黄志勇
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 颗粒碰撞 颗粒磨损 颗粒破碎 离散单元法 气力输送
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 反应堆热工与安全
• 页码范围: 2212-2217
• 页数: 6页
• 分类号: TL33
• 语种: 中文
• DOI: 10.7538/yzk.2017.51.12.2212

摘要

颗粒与壁面碰撞普遍存在于散体物料输送过程,研究颗粒与壁面碰撞有助于优化输送系统、减小物料磨损或提高输送经济性.本文基于离散单元法(DEM),采用Hertz-Mindlin无滑移接触模型,对单个6 mm直径大颗粒与壁面碰撞进行了数值模拟和分析,研究了碰撞速度、碰撞角度和剪切模量对碰撞过程和法向最大接触力的影响.研究结果表明,Hertz-Mindlin无滑移接触理论描述的法向接触过程具有自相似特性,法向卸载时长与法向加载时长比值为定值.模拟的接触时长与Thornton等的关系式预测值相符.碰撞速度和碰撞角度对碰撞过程中的法向最大接触力均有明显影响,法向最大接触力随法向碰撞速度的增加近似线性增加;碰撞速度不变时,法向最大接触力随碰撞角度的增大而减小.剪切模量对法向接触力具有重要影响,在考虑颗粒磨损和破碎的DEM模拟时,不宜采用降低剪切模量加快计算速度.本研究对颗粒磨损和破碎研究以及高温气冷堆吸收球气力输送过程优化均具有重要意义.