为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基...为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基于静/动态休止角的接触参数标定方法。运用正交试验方法,对接触参数的敏感性和方差分析,表明面粉颗粒间的滚动摩擦系数、面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数、表面能对静态休止角的影响极显著(P<0.01),并且多组接触参数都可以模拟出与试验相同的静态休止角。进一步研究表明,面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数的合理取值范围为0.2~0.4。通过2种填充率、4种转速下基于动态休止角的参数标定,将其中与试验最为吻合的一组参数作为标定结果,其值如下:面粉颗粒之间恢复系数为0.6、面粉颗粒之间静摩擦系数为0.2、面粉颗粒之间滚动摩擦系数为0.1、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间恢复系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间静摩擦系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间滚动摩擦系数为0.5、表面能为0.12 J/m^(2)。使用该组参数对矩形容器中物料自由坍塌试验进行仿真,其结果与试验结果相符,验证了该标定方法的有效性。该研究提出的标定方法简单、易执行,对粉料输送设备的设计及优化具有一定的工程应用价值。展开更多
为了提高接触角计算的准确性和自动化程度,基于MATLAB的图形用户界面(graphical user interface,GUI)实现了一套动态和静态接触角计算软件系统,实现了手动方式和自动方式获得液滴接触角的方法,自动方式中基于水平集方法自动获得液滴边缘...为了提高接触角计算的准确性和自动化程度,基于MATLAB的图形用户界面(graphical user interface,GUI)实现了一套动态和静态接触角计算软件系统,实现了手动方式和自动方式获得液滴接触角的方法,自动方式中基于水平集方法自动获得液滴边缘,该方法基于偏微分方程,能获得全局最优的液滴边缘,抗干扰能力强,后续处理方便,另外还实现了基于阈值的自动边缘提取算法。接触角计算中实现了切线法、圆拟合法、椭圆拟合法、量角法、量高法、多项式拟合法、Young-Laplace拟合法等算法。分析了典型算法的原理、特点和适用范围。拟合和计算结果能以数字、图像方式显示和存储,同时自动存入数据库。将该软件应用于硅橡胶憎水性检测,结果表明在不同情况下该系统均能自动、准确获得动静态接触角,可在很大程度上节省接触角计算的工作量。展开更多
文摘为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基于静/动态休止角的接触参数标定方法。运用正交试验方法,对接触参数的敏感性和方差分析,表明面粉颗粒间的滚动摩擦系数、面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数、表面能对静态休止角的影响极显著(P<0.01),并且多组接触参数都可以模拟出与试验相同的静态休止角。进一步研究表明,面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数的合理取值范围为0.2~0.4。通过2种填充率、4种转速下基于动态休止角的参数标定,将其中与试验最为吻合的一组参数作为标定结果,其值如下:面粉颗粒之间恢复系数为0.6、面粉颗粒之间静摩擦系数为0.2、面粉颗粒之间滚动摩擦系数为0.1、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间恢复系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间静摩擦系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间滚动摩擦系数为0.5、表面能为0.12 J/m^(2)。使用该组参数对矩形容器中物料自由坍塌试验进行仿真,其结果与试验结果相符,验证了该标定方法的有效性。该研究提出的标定方法简单、易执行,对粉料输送设备的设计及优化具有一定的工程应用价值。
文摘为了提高接触角计算的准确性和自动化程度,基于MATLAB的图形用户界面(graphical user interface,GUI)实现了一套动态和静态接触角计算软件系统,实现了手动方式和自动方式获得液滴接触角的方法,自动方式中基于水平集方法自动获得液滴边缘,该方法基于偏微分方程,能获得全局最优的液滴边缘,抗干扰能力强,后续处理方便,另外还实现了基于阈值的自动边缘提取算法。接触角计算中实现了切线法、圆拟合法、椭圆拟合法、量角法、量高法、多项式拟合法、Young-Laplace拟合法等算法。分析了典型算法的原理、特点和适用范围。拟合和计算结果能以数字、图像方式显示和存储,同时自动存入数据库。将该软件应用于硅橡胶憎水性检测,结果表明在不同情况下该系统均能自动、准确获得动静态接触角,可在很大程度上节省接触角计算的工作量。
