Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование процесса измельчения в трубной шаровой мельнице с помощью компьютерного моделирования

Сведения об участнике
ФИО
Харин Никита Петрович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Тяжелое и среднее машиностроение
Тема
Исследование процесса измельчения в трубной шаровой мельнице с помощью компьютерного моделирования
Резюме
1. Ознакомление с новым программным продуктом EDEM.
2. Проведение предварительного (тренировочного) расчёта с гладкой футе-ровкой барабана мельницы.
3. Проведение расчёта с 4 различными профилями футеровки барабана мельницы.
4. Сравнение средней кинетической энергии шара за 10 секунд работы мельницы.
5. Выбор, на основе сравнения, 2 наиболее эффективных профилей, а также получение значений средних кинетических энергий шара для разных скоростей вращения барабана. (В качестве варьируемого параметра была выбрана скорость вращения барабана).
6. Сравнение результатов и выводы.
Ключевые слова
Шаровая барабанная мельница, футеровка, шары, симуляция, расчетный комплекс EDEM, кинетическая энергия, потенциальная энергия, скорость движения шаров
Цели и задачи
Расчет и проектирование профиля футеровки на каждом участке барабана мельницы в поперечном и продольном сечении с учетом селективности процесса измельчения. В том числе, доработка программного комплекса EDEM с целью расширения её возможностей для расчета энергетических показателей мелющих тел с учетом профиля футеровки, которые позволили бы установить оптимальное количество мелющих тел, их диаметр с учетом футеровки для обеспечения максимальной эффективности процесса измельчения.
Введение

Сегодня все большее количество предприятий цементной отрасли нуждаются в модернизации оборудования. Не являются исключением и шаровые мельницы для помола клинкера. В итоге реализации проекта предполагается разработать методику проектирования энергоэффективной футеровки шаровой мельницы с использованием программного комплекса EDEM. EDEM – это многоцелевое программное обеспечение дискретного элементного моделирования, которое разрабатывалось с целью моделирования и анализа работы промышленных установок. На текущий момент разработана и апробирована модель перемещения мелющих тел, учитывающая профиль футеровки и позволяющая определить кинетическую и потенциальную энергию мелющих тел, траекторию и их скорость на участках движения

Методы и материалы

Проект выполнен в программном комплексе EDEM Simulation. Весь объем проводимых исследований осуществлялся в автоматическом режиме.

Проанализированы существующие конструкции трубных шаровых мельниц, выявлены их недостатки и достоинства, анализ рынка современного оборудования позволил определить векторы модернизации и дальнейшего усовершенствования конструкций мельниц. Большое разнообразие футеровок позволяет подобрать необходимый профиль в зависимости от специфики измельчаемого материала, условий работы машины, а также ряда других характеристик. Наиболее часто применяемые профили футеровок: каблучковая, волнистые (в т.ч. двухволновые), футеровки с лифтёрами различных сечений.

Описание и обсуждение результатов

В программном комплексе EDEM создан шаблон симуляции движения мелющих тел в корпусе мельницы заданных размеров. В качестве исходных параметров были заданы: материал (мелющей среды и непосредственно барабана), коэффициент Пуассона, модуль сдвига, коэффициенты восстановления, трения качения, трения скольжения, характеристики мелющей среды (размеры, количество), характеристики барабана (размеры, профиль).

Шаблон симуляции позволяет за короткое время, путём изменения геометрии в CAD системе пересчитывать варианты футеровок мельниц.

Сложная геометрия футеровок была создана в CAD/CAM/CAE системе NX от компании Siemens PLM Software. 

Расчёт одного профиля футеровки занимает 20-25 часов. На высокопроизводительном компьютере (12 процессоров Intel Xeon, 40 ГБ оперативной памяти).

Используемые источники
1. EDEM Help Manual // Электронное пособие для работы с программным продуктом EDEM.
2. Богданов В.С. Основные процессы в производстве строительных мате-риалов: учебник/ В.С. Богданов, А.С. Ильин, И.А. Семикопенко. – Белгород: Изд–во БГТУ,2008.-551с.
3. Борщевский А.А. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. / А.А. Борщевский, А.С. Ильин. – М.: Высшая школа, 1987. – 368с.
4. Силенок С.Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии. – М.: Стройиздат, 1973. - 375 с.
Information about the project
Surname Name
Harin Nikita
Project title
Study grinding process in a tube ball mill using computer simulation
Summary of the project
1. Introduction of a new software product EDEM.
2. Conduct a preliminary (training) calculation with a smooth foot-Rovkov mill drum.
3. Implementation calculation with 4 different profiles of the mill drum liner.
4. Comparison of the average kinetic energy of the ball after 10 seconds of operation of the mill.
5. Selection on the basis of comparison, the 2 most effective profiles, as well as obtaining the values ​​of the average kinetic energy of the ball for different drum rotation speeds. (The drum rotation speed is selected as the variable parameter).
6. Comparison of the results and conclusions.
Keywords
Tube ball mill, lining, balls, simulation, calculation complex EDEM, kinetic energy, potential energy, speed ball movement.