Primena modela diskretnih elemenata na protok zrnastog materijala u pužnom transporteru

Abstract

Pužni transporteri imaju široku primenu u prehrambenoj industriji, građevinskim i rudarskim kompanijima, u hemijskoj, poljoprivrednoj i prerađivačkoj industriji, uglavnom za podizanje i / ili transport rasutih materijala na kratkim i srednjim rastojanjima. Uprkos njihovoj očiglednoj jednostavnosti, poboljšanje transportnih parametara je veoma zahtevan zadatak i inženjeri obično moraju da se oslanjaju na podatke dobijene empirijskim istraživanjima. U ovom radu, ispitivano je petnaest horizontalnih pužnih transportera sa konstantnim korakom pužnice, različite dužine, sa modifikovanom geometrijom. Ovi puževi su ispitivani radi mogućnosti pomoćnog mešanja tokom transporta materijala. Sva ispitivanja su rađena eksperimentalno i numerički, pomoću metode diskretnih elemenata (Discrete Element Method - DEM). Uticaji dužine puža, kao i predložene modifikacije geometrije u dizajnu pužne spirale, ipitivani su radi pomoćnog mešanja, tokom transporta granulisanog materijala kroz pužni transporter. Pomoćno mešanje (koje se koristi se za poboljšanje finalnog procesa mešanja) je postignuto tokom transporta materijala. Geometrija pužnog transportera se menja dodavanjem tri komplementarne spirale orijentisane u istom ili suprotnom smeru od pužne spirale. Čestice materijala se transportuju padaju dole sa vrha spirale do sledeće slobodne površine, i taj segment spirale je korišćen za dodatnu akciju mešanje. Prema eksperimentima i DEM analizema trajektorija čestice se povećava, sa primenjenim modifikacijama transportera, a ovakva geometrija može se koristiti za povećanje kvaliteta finalnog mešanja.

Fifteen horizontal single-pitch screw conveyors with modified geometry and the different lengths were investigated for premixing action, during the transport of materials. All investigations were performed experimentally and numerically, by using Discrete Element Method (DEM). The influences of screw length, observed geometry variations and different types of screw design, on the performances of the screw conveyor-mixer during material transport were explored. The auxiliary mixing action was achieved during the transport of the material. The geometry of the screw conveyor is changed by adding three complementary helices oriented in the same or the opposite direction from screw blades. The particles of the material being transported tumble down from the top of the helix to the next free surface, and that segment of helix was used for additional mixing action. According to DEM analysis, particle path length is increased, and the improved geometry could be determined for increasing the quality of mixing.