基于离散元素法的球磨机介质运动分析及应用研究

对球磨机介质的运动研究有利于将介质的运动和球磨机的粉磨效率联合起来，从球磨机运动入手，寻求最优的粉磨条件。但已有的理论模型都是在一些假定的前提下建立的，导致球磨机介质运动理论模型与介质实际运动形态之间存在很大的差别，使得球磨机通常无法在最优粉磨条件下工作，导致能源浪费严重。本项目基于离散元素理论，结合球磨机旋转筒体动态信号处理，研究球磨机介质运动理论，建立准确的球磨机介质运动理论模型，在此基础上探讨球磨机介质填充率、球磨机转速率、介质尺寸对介质群运动状态的影响，同时研究物料填充率与球磨机介质运动之间的关系，优化球磨机的粉磨条件和工作参数，分别从定量和定性的角度得到一些提高粉磨效率的结论，为理论和实践提供有价值的依据。

在球磨机粉磨过程中，介质的机械能一部分成为有用功破碎物料，而另一部分成为破碎损失功。其中破碎损失功相当大，而粉磨过程输入的能量中真正用于破碎物料和产生物料新表面积的能量很少，绝大部分通过摩擦以热量的形式损失掉了。因此如何实现球磨机的优化运行，提高其工作效率、降低能耗是企业的一项重要内容。. 在本研究中基于球磨机介质运动的形态，通过仿真与实验的手段对球磨机工作参数进行优化，从而提高球磨机的粉磨效率，降低能耗。首先，基于离散元素理论，结合球磨机旋转筒体动态信号处理，研究球磨机介质运动理论，在此基础上建立准确的球磨机介质运动理论模型。其次，研究了基于介质磨损稳态模型的介质最佳配比方法，并通过仿真与实验的手段验证了该配比方法优于传统方法，为球磨机介质的配比提供了操作指导。同时从球磨机介质运动与有用功率两方面结合分析，获得了较佳的介质填充率与转速率组合。此外，对介质堆积孔隙体积进行了研究，并探讨介质填充率、球磨机转速率等工作参数对物料填充率的影响，获得一定工作条件下的最佳物料填充率。最后基于介质运动与有用功率，对球磨机衬板的个数、倾角与高度进行了优化。通过以上的工作，优化球磨机的粉磨条件和工作参数，分别从定量和定性的角度得到一些提高粉磨效率的结论，为理论和实践提供有价值的依据。.