一種誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及散狀物料輸送控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種散狀物料輸送轉(zhuǎn)運(yùn)處除塵 裝置誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在散狀物料輸送過程中，例如帶式輸送轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的落料過程中，會(huì)帶入一定的風(fēng)量， 此時(shí)導(dǎo)料槽內(nèi)的空氣壓強(qiáng)必然升高，因氣流的作用會(huì)形成誘導(dǎo)風(fēng)，誘導(dǎo)風(fēng)從槽口沖擊出來， 帶出的粉塵對(duì)室內(nèi)環(huán)境造成影響。傳統(tǒng)的誘導(dǎo)風(fēng)量計(jì)算方法是僅與帶式輸送機(jī)的輸送量及 物料的速度有關(guān)，并未考慮物料與空氣的相互作用，同時(shí)也未考慮誘導(dǎo)風(fēng)的速度方向。因而 基于傳統(tǒng)誘導(dǎo)風(fēng)量計(jì)算方法得出的結(jié)果來控制誘導(dǎo)風(fēng)量，與實(shí)際產(chǎn)生的誘風(fēng)量存在誤差， 一般會(huì)抽取過量的誘導(dǎo)風(fēng)，導(dǎo)致能源的浪費(fèi)，并增加揚(yáng)塵量和物料的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法的不足，設(shè)計(jì)出一種散狀物料輸送轉(zhuǎn)運(yùn)處除塵 裝置誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法，實(shí)現(xiàn)了抽取的誘導(dǎo)風(fēng)量與有效誘導(dǎo)風(fēng)量相等，與現(xiàn)有技術(shù)相比可 節(jié)約能源，降低粉塵的產(chǎn)生量。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法，經(jīng)計(jì)算有效誘導(dǎo)風(fēng) 量，控制風(fēng)機(jī)抽取的誘導(dǎo)風(fēng)量與計(jì)算出的有效誘導(dǎo)風(fēng)量相等，有效誘導(dǎo)風(fēng)量的計(jì)算包括以 下步驟： Sl建立物理模型 模型中包括轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的輸送皮帶、滾筒、料槽、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶； S2設(shè)定邊界條件 設(shè)定物料顆粒場(chǎng)與氣流場(chǎng)計(jì)算所需要的邊界條件，包括轉(zhuǎn)運(yùn)量、皮帶機(jī)速度、空氣場(chǎng)、 顆粒場(chǎng)的邊界條件； S3建立數(shù)學(xué)模型 顆粒力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程，顆粒的平動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)由牛頓第二定律決定，顆粒平動(dòng)方程為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法，其特征在于，經(jīng)計(jì)算有效誘導(dǎo)風(fēng)量，控制風(fēng)機(jī)抽取的誘導(dǎo)風(fēng) 量與計(jì)算出的有效誘導(dǎo)風(fēng)量相等，有效誘導(dǎo)風(fēng)量的計(jì)算包括以下步驟： S1建立物理模型 模型中包括轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的輸送皮帶、滾筒、料槽、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶； S2設(shè)定邊界條件 設(shè)定物料顆粒場(chǎng)與氣流場(chǎng)計(jì)算所需要的邊界條件，包括轉(zhuǎn)運(yùn)量、皮帶機(jī)速度、空氣場(chǎng)、 顆粒場(chǎng)的邊界條件； S3建立數(shù)學(xué)模型 顆粒力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程，顆粒的平動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)由牛頓第二定律決定，顆粒平動(dòng)方程為：
式中，叫為顆粒的質(zhì)量，單位為kg;v;為顆粒的速度，單位為m/s ;t為時(shí)間，單位為S; 巧g為顆粒的重力，單位為N:巧沐與^郵分別為顆粒i與j的接觸力與粘性接觸阻尼力， 單位為N;七為所有與顆粒接觸的顆?？倲?shù)； 顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)方稈為：
式中，4為顆粒i的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位為kg. m2;砷為顆粒i的角速度，單位為rad/s 為顆粒接觸力對(duì)顆粒產(chǎn)生的力矩，單位為N.m; 氣流相的連續(xù)性方程：該連續(xù)性方程即為質(zhì)量守恒方程，
式中，P為氣流體的密度，單位為kg/m3 ;t是時(shí)間，單位為S 是氣體x向，Y向， Z向流速,單位為m/s;s為體積分?jǐn)?shù)項(xiàng)； 氣流相的動(dòng)量守恒方程：流體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率等于外界作用在該微元體的各種 力之>
式中，#為重力加速度，單位為m/s2; #為動(dòng)力粘度，單位為mpa.s ;$為動(dòng)量匯，單位 為kg. m/s; S4氣流場(chǎng)和顆粒場(chǎng)稱合計(jì)算 由流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算得到原始?xì)饬鲌?chǎng)結(jié)果，并將氣流場(chǎng)參數(shù)傳遞給顆粒場(chǎng)，基于顆粒力 學(xué)模塊計(jì)算在該流場(chǎng)下顆粒受力的大小，然后通過內(nèi)部迭代計(jì)算顆粒下一時(shí)間步長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)參 數(shù)，同時(shí)更新顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡；顆粒場(chǎng)參數(shù)傳遞給氣流場(chǎng)，氣流場(chǎng)在顆粒場(chǎng)作用下計(jì)算迭代收 斂，不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)顆粒場(chǎng)與氣流場(chǎng)的耦合計(jì)算； S5計(jì)算有效誘導(dǎo)風(fēng)量 每個(gè)氣流場(chǎng)單元的速度VI，V2,V3,......Vn的大小和方向均不一致，在三維空間直角 坐標(biāo)系中，以誘導(dǎo)風(fēng)量監(jiān)測(cè)面（A-A)的法線方向?yàn)闄M軸（0X)，高度方向?yàn)閳?jiān)軸（0Y)，寬度方 向?yàn)榭v軸（0Z);與其相對(duì)應(yīng)方向的三個(gè)單位矢量分別為|;
有效的誘導(dǎo)風(fēng)速，即速度矢量垂直于監(jiān)測(cè)面（A-A)的方向的數(shù)值，該矢量流過單元面積 形成的風(fēng)量即為有效誘導(dǎo)風(fēng)量； 誘導(dǎo)風(fēng)量監(jiān)測(cè)面（A-A)上有效的風(fēng)速為：
單位截面上的有效誘導(dǎo)風(fēng)量為
有效的誘導(dǎo)風(fēng)量采用算術(shù)和幾何平均值結(jié)合的方法，即考慮速度的作用效果，又 締i+救倌的平抱.i+笪公忒加下.
M為氣流場(chǎng)單元個(gè)數(shù)；.....表示每個(gè)單元截面氣流場(chǎng)的計(jì)算風(fēng)量，單 位為m3/h; #表示總的有效誘導(dǎo)風(fēng)計(jì)算風(fēng)量，單位為m3/h。
【專利摘要】一種誘導(dǎo)風(fēng)量控制方法，經(jīng)計(jì)算有效誘導(dǎo)風(fēng)量，控制風(fēng)機(jī)抽取的誘導(dǎo)風(fēng)量與計(jì)算出的有效誘導(dǎo)風(fēng)量相等，有效誘導(dǎo)風(fēng)量的計(jì)算包括以下步驟：建立物理模型；設(shè)定邊界條件；建立數(shù)學(xué)模型；氣流場(chǎng)和顆粒場(chǎng)耦合計(jì)算：由流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算得到原始?xì)饬鲌?chǎng)結(jié)果，并將氣流場(chǎng)參數(shù)傳遞給顆粒場(chǎng)，基于顆粒力學(xué)模塊計(jì)算在該流場(chǎng)下顆粒受力的大小，然后通過內(nèi)部迭代計(jì)算顆粒下一時(shí)間步長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，同時(shí)更新顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡；顆粒場(chǎng)參數(shù)傳遞給氣流場(chǎng)，氣流場(chǎng)在顆粒場(chǎng)作用下計(jì)算迭代收斂，不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)顆粒場(chǎng)與氣流場(chǎng)的耦合計(jì)算；計(jì)算有效誘導(dǎo)風(fēng)量。實(shí)現(xiàn)了抽取的誘導(dǎo)風(fēng)量與有效誘導(dǎo)風(fēng)量相等，可節(jié)約能源，降低粉塵的產(chǎn)生量。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號(hào)】CN104699921
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510146691
【發(fā)明人】張文超, 黃強(qiáng)
【申請(qǐng)人】泰富重工制造有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日