巴西果效应分离过程的计算颗粒力学模拟研究！.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 +’ %$$0 ， ， ， T:6 )+’ S: ) J4G@9 %$$0 （ ） #$$$2%0$K%$$0K+’ $ K #’#%2$ L.ML NOPQR.L QRSR.L !%$$0 .95A ) N97H ) Q:@ ) 巴西果效应分离过程的计算颗粒力学模拟研究! ! 赵永志 江茂强 郑津洋 （浙江大学化学工程与生物工程学系化工机械研究所，杭州 #$$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） %$$’ % %$$’ ( % 采用离散单元模型对巴西果问题进行了模拟研究，采用本数学模型可以准确地预测出垂直机械振动导致的不 同大小颗粒的分离现象 分析了影响振动床内颗粒分层的因素，讨论了振动频率、振动幅度等参数对分层的影响， ) 发现振动频率和振动幅度会对分离效果造成较大的影响) 当振动频率或振动幅度较小时，颗粒整体分离效果都较 差，但分离的稳定性较好，当振动频率或振动幅度较大时，整体分离效果仍然较差，同时分离的稳定性也较差，振动 分离过程中存在一个频率和振幅适中的最优操作点) 关键词：分层，振动，模式形成，离散单元方法 ： ， ， !## (*#$ $+%$, *#%$- ［ ， ］ 容易填充到大颗粒下部空穴的自组织作用#$ #% 、对 ［ ］ #B 引 言 流造成大颗粒移动到上部而又被阻止向下运动# ) 由于在诸多工业过程中存在着巴西果分离效应，会 自然界中普遍存在着性质各不相同的颗粒状物 对工业生产造成或好或坏的影响，因此对该类问题 质，在外力和内部应力的共同作用下会产生类似于 的研究显得非常必要) 流体的运动状态，如雪崩、沙丘流、泥石流等；在工业 在众多研究方式中，除采用实验方法外，数值方 过程中，同样存在广泛的颗粒流动问题，分布在化 法是从机理上研究巴西果问题的重要方式，其中计 工、能源、农业、矿产、制药等众多领域) 与流体运动 算颗粒力学（ ， ）方 @:3D=E4E5:A46 FG4A=64G ?7A435@H .I, 相比，颗粒的运动非常复杂，兼具流体和固体的某些 法是最重要的数值研究手段之一) .I, 包含两种重