【摘 要】
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立式螺旋搅拌磨机相比于传统的粉磨设备,被行业内人士认为是非常有前景的粉体制造设备。然而我国对于搅拌磨机的研究还不是十分充分,缺少一定的设计经验,而且搅拌器作为磨机最为核心的能量输入元件,一些参数对其寿命的影响程度尚不明确。对某些可能影响磨矿效果和搅拌器磨损的参数研究不足就造成了立式螺旋搅拌磨机在生产过程中磨矿效率低,搅拌器寿命短,所以对搅拌磨机关键的工艺和结构参数进行研究来提高搅拌磨机的生产效率,
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立式螺旋搅拌磨机相比于传统的粉磨设备,被行业内人士认为是非常有前景的粉体制造设备。然而我国对于搅拌磨机的研究还不是十分充分,缺少一定的设计经验,而且搅拌器作为磨机最为核心的能量输入元件,一些参数对其寿命的影响程度尚不明确。对某些可能影响磨矿效果和搅拌器磨损的参数研究不足就造成了立式螺旋搅拌磨机在生产过程中磨矿效率低,搅拌器寿命短,所以对搅拌磨机关键的工艺和结构参数进行研究来提高搅拌磨机的生产效率,减少能量损失,降低搅拌器磨损,提高其寿命亟待解决,这对提升我国矿产资源的生产技术有着非常重要的意义。以往的仿真方法仅能单一考虑固体颗粒或者把介质球和矿浆假设成一种混合流体进行仿真,方法具有一定的局限性。本文以朝阳东大矿冶研究院的CTM-5.5型半工业化立式螺旋搅拌磨机为研究对象,基于DEM-CFD流固耦合仿真方法,针对螺旋式搅拌磨机的磨矿效果,搅拌器磨损情况以及介质球和矿浆的运动状态展开研究并对工艺和结构参数进行优化。本文主要的研究内容有:（1）介绍DEM-CFD耦合仿真接口的原理,结合一个弯管模型进行仿真验证。运用Solidworks软件对CTM-5.5型搅拌磨机进行建模并选取分析磨矿效果的评价指标,最后对实验,EDEM仿真,Fluent仿真以及DEM-CFD耦合仿真得到的数据进行比较分析,证明了流固耦合仿真的可行性。（2）对影响搅拌磨机磨矿效果的介质球颗粒直径,搅拌器转速,介质填充率,搅拌器螺距,筒体衬板,矿浆浓度等参数进行研究,分析这些参数对磨矿效果的影响并确定了磨矿效果的最佳参数。（3）分析介质球和矿浆在搅拌磨机内部不同位置的运动规律,进一步研究搅拌器螺距和筒体衬板形状对介质球和矿浆运动的影响。（4）分析介质球直径,搅拌器转速,介质填充率,搅拌器螺距,筒体衬板,矿浆浓度等工艺参数和结构参数对搅拌器螺旋叶片磨损的影响,并以介质球总碰撞能、搅拌器叶片磨损深度及搅拌器功率三个指标对参数进行综合评定,确定搅拌磨机总体性能的最佳参数。
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