港口经济的增长使得船舶运输业日益发展,在众多连续型卸船机械中,螺旋卸船机凭借经济、环保以及节能等优势受到青睐。本文采用散体力学理论、离散单元法以及仿真模拟与试验研究相结合的方法,对垂直螺旋输送机内气固两相流情况进行研究分析,主要研究内容和结果如下:(1)对散体物料的物理和力学特性进行分析,同时应用散体力学和颗粒群理论分析垂直螺旋输送机工作过程中的物料运动状况,得到物料颗粒的运动方程,为螺旋输送机的设计参数提供理论支撑。(2)在离散单元法的基础上采用EDEM与Fluent软件耦合的方法对输送过程进行分析。选择Hertz-Mindlin(no slip)模型来模拟颗粒与颗粒之间的接触碰撞,选择Hertz-Mindlin with Archard Wear模型来模拟颗粒与装置之间的接触碰撞;颗粒模型选择软球模型;选择Eulerian-Eulerian法模拟颗粒与气体之间的双向耦合作用;曳力模型选择Ergun and Wen&Yu(Gidaspow)模型。(3)应用离散单元法,通过EDEM软件确定了颗粒之间的动摩擦系数。采用EDEM与Fluent耦合的方法对垂直螺旋输送机工作过程进行仿真分析,主要研究了内部气流的速度场和压力场,单工况下颗粒运动特性以及进料量、填充率和螺旋转速对颗粒运动的影响,并对螺旋叶片的磨损情况进行分析。仿真结果表明:进料口处气压小于标准大气压且气流在螺旋轴高速转动下形成旋涡,有利于进料过程;进料量一定时,螺旋转速增大,颗粒速度、叶片磨损量也增加;螺旋转速一定时,填充率变化对输送效率的影响不大;填充率一定时,提高螺旋转速使得各个影响因素均增加明显。(4)搭建一台与仿真模型相应的垂直螺旋输送装置,根据模拟工况确定实验方案以及测试参数,研究颗粒运动状况随进料量、填充率以及螺旋转速的变化情况。结果表明:实验值与模拟值的变化趋势基本一致,比较各影响因素发现相对误差不超过14.2%,验证仿真模拟的准确性以及精度的局限性。本文采用了EDEM与Fluent耦合的方式对垂直螺旋输送机工作过程进行数值模拟,并通过实验研究验证其准确性,为垂直螺旋输送机的优化设计和操作参数的合理选择提供了一定的科学依据。