8 812 123 45 67
Моделирование динамики сыпучих материалов с использованием DEM: оптимизация конструкции измельчителя

Транспортировка сыпучих материалов (уголь, руда, зерно и других) в вагонах связана с рядом технологических проблем. В процессе перевозки материал уплотняется, слёживается и слипается, особенно под воздействием колебаний температуры и влажности. Это приводит к ухудшению качества материала и возрастанию сложности его дальнейшей переработки.

Вебинар: Оценка прочности и устойчивости металлических конструкций зданий и сооружений по СП 16.13330.2017 с учетом назначения и условий работы

На этом вебинаре рассмотрим основные особенности расчетов прочности металлических конструкций по СП 16.13330.2017

Регистрация →

Для обеспечения стабильной работы технологических цепочек и улучшения качества сырья необходимо проводить предварительную подготовку материала после выгрузки из вагонов. Один из ключевых этапов этой подготовки – разрыхление и измельчение уплотнённого материала с целью его возвращения в исходное сыпучее состояние. Разработка эффективных решений для этого процесса позволяет снизить затраты, увеличить пропускную способность оборудования и повысить качество выпускаемой продукции. Таким образом, задачи создания и внедрения специализированных измельчителей являются крайне востребованными.
Конструкция рассматриваемого измельчителя широко распространена, она сходна с конструкциями шредеров для бумаги и измельчителей отходов. Основными деталями являются вращающийся вал, разрушающий наиболее крупные куски материала, и два сита, сквозь которые проходит материал в рамках заданного максимального класса.

Расчётная модель, включающая сыпучий материал и элементы измельчителя

Специалисты АО «ЦИФРА» провели моделирование работы измельчителя. Основная цель моделирования – поиск оптимального расположения решёток для повышения производительности измельчителя по материалу после его длительной транспортировки.
Чтобы учесть взаимодействие частиц материала в процессе разрыхления и измельчения, был применён метод дискретных элементов (DEM, Discrete Element Method), который позволяет детально моделировать поведение сыпучих и гранулированных материалов. Этот метод учитывает динамику отдельных частиц, их взаимодействие через столкновения, трение и адгезию, а также позволяет анализировать распределение напряжений и деформаций в процессе механического воздействия. Применение DEM позволяет анализировать процессы разрушения и слипания материала, а также оценивать эффективность работы измельчителя с учётом свойств материалов и внешних нагрузок.


Расчётная модель, включающая сыпучий материал и элементы измельчителя

Для проведения расчёта сектора измельчителя использовались периодические границы, которые позволяют имитировать симметричное поведение материала (руда-руда), в отличие от трения по стенкам.
По результатам проведённой работы удалось добиться повышения производительности конструкции измельчителя на 21 % по сравнению с базовым вариантом.


Графики зависимости производительностей базовой и оптимизированной конструкции измельчителя от времени

Оптимизация таких параметров, как скорость вращения измельчителя, углы наклона сит и их размер, позволили повысить эффективность разрыхления и измельчения материала. Благодаря внедрению численного моделирования на основе метода дискретных элементов (DEM) стало возможным прогнозировать взаимодействие частиц в процессе обработки, что позволило модернизировать конструкцию и в результате снизить энергозатраты и уменьшить время обработки сырья.

Изображение заголовка Zac Edmonds на Unsplash

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
21 октября 2024

Международный строительный форум и выставка 100+ TechnoBuild

Делегация специалистов АО «ЦИФРА» с 1 по 3 октября 2024 года приняла участие в работе XI международного строительного форума и посетила выставку 100+ TechnoBuild.
Новости
22 июля 2024

Математическое моделирование роботов манипуляторов для атомных станций малой мощности

Атомная станция малой мощности (АСММ) — это один из перспективных проектов Госкорпорации «Росатом». Такие станции предназначены для удалённых районов с неразвитой сетевой инфраструктурой, где нецелесообразно строить мощные АЭС. АСММ обладают рядом преимуществ, таких как энергонезависимость, экологически чистое производство энергии и стабильное снабжение электричеством и теплом труднодоступных территорий.
Новости
Связанные публикации в блоге
5 ноября 2024

Расчёт прочности узлов металлоконструкций

При проведении оценки прочности металлических конструкций в качестве сопутствующей задачи выступает анализ локальной прочности узлов соединения элементов металлоконструкций, например, фланцевых, фрикционных или срезных соединений.
Блог
7 октября 2024

Применение аддитивных технологий в промышленности

Аддитивные технологии, более известные как 3D-печать, активно меняют облик современной промышленности, предоставляя предприятиям новые возможности для оптимизации и ускорения производственных процессов. Так, методы аддитивного производства, основанные на принципе послойного создания объектов, предлагают компаниям решения, которые зачастую сложно реализовать с использованием традиционных производственных методов.
Блог
Связанные вебинары
20 ноября 2024

Научно-техническое сопровождение проектирования особо опасных и технически сложных промышленных объектов

Приглашаем на открытый вебинар, посвящённый актуальным вопросам проведения научно-технического сопровождения проектирования (НТС).
Вебинары
6 ноября 2024

Расчёты на прочность сосудов и аппаратов в соответствии с нормативно-технической документацией РФ

Приглашаем на открытый вебинар, посвящённый актуальным вопросам проведения расчётов на прочность сосудов и аппаратов в соответствии с нормативно-технической документацией РФ
Вебинары
Расскажите о вашей задаче
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!