發(fā)布時間：2020-08-28 05:48

【摘要】：顆粒物質(zhì)是由大量離散的固體顆粒組成的體系,并且這些固體在大多數(shù)的時間里都保持著直接的物理相互作用。不僅在生活中與人類息息相關(guān),在工業(yè)上也扮演著重要的角色。例如自然界中的砂石、土礫、浮冰、積雪;工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中的煤炭、礦石、建材、藥品、食鹽、糖及谷物等糧食顆粒都屬于顆粒物質(zhì)。顆粒物質(zhì)被視為“第四態(tài)物質(zhì)”,是一種特殊的物質(zhì)形態(tài),物理特性類似于固體和液體,但往往表現(xiàn)出比普通固體和液體更為豐富的力學(xué)特性。近年來,顆粒物質(zhì)已經(jīng)成為物理學(xué)和力學(xué)的前沿,物理機(jī)制和力學(xué)特性引起的廣大學(xué)者的關(guān)注。有很多關(guān)于顆粒物質(zhì)的相關(guān)問題還需要研究。“簸之揚(yáng)之,糠秕在前。洮之汰之,沙礫在后�！笔枪湃藢︳せ�對谷物、砂礫和秸稈的混合物進(jìn)行分層工作的一種描述。顆粒物質(zhì)的分層就是混合顆粒在振動容器的作用下,不同物理屬性的顆粒在不同空間上的聚集�；旌项w粒分層的機(jī)理有很多,并沒有歸于同一,被眾多學(xué)者認(rèn)可的有幾何填空、對流、成拱以及凝聚等。對顆粒分層的影響因素也有很多,如激振力(頻率、加速度、振幅),顆粒自身的性質(zhì)(顆粒形狀、尺寸、材料、濕度等),振動容器內(nèi)的氣壓,顆粒層的厚度和振動容器(材料、幾何參數(shù))等。顆粒的分層是由振動引起的,振動方式(垂直或水平振動)和條件對分層行為起著決定性的行為。目前,大多數(shù)的顆粒分層研究集中在豎直振動上,而水平振動的研究也需要更深一步的研究。本文采用三維離散單元法,以EDEM為研究工具,研究水平直線振動下,三種不同邊界條件的混合顆粒分層行為。通過模擬在不同邊界條件下顆粒的分層過程,從細(xì)觀層次分析了顆粒的動力學(xué)行為、分層機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),梯形槽斜面對顆粒的拋擲作用使顆粒流形成對流行為是分層的主要動力;在有凸起矩形槽中的混合顆粒,在水平振動下也會出現(xiàn)巴西果分層現(xiàn)象,但會減弱分層效果,隨著振動強(qiáng)度增大,凸起的作用效果會減弱;組合條件下,外界輸入顆粒體系的能量較小時,凸起起到?jīng)Q定性作用,但分層效果較差,輸入顆粒體系的能量越大時,斜面的拋擲作用起到?jīng)Q定作用,分層效果較好。最后通過實驗對組合條件下的分層效果進(jìn)行了驗證。本文所做工作為深入理解水平直線振動下顆粒物質(zhì)的分層行為及完善顆粒物質(zhì)動力學(xué)理論提供有益參考,提供一定的指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O32;O347.7
【圖文】：

1.1 引言根據(jù) Brown 和 Richards 在他們專著中的定義，“顆粒物質(zhì)”指的是大量離散態(tài)固體所組成的系統(tǒng)，并且這些固體必須在大多數(shù)的時間里都保持著直接的相互作用[1-2]。在尺度上，物質(zhì)的直徑數(shù)量級從-10610 — 10m 不等，原子、人體和地球尺寸的量級分別是1010 m、010 m、610 m。顆粒物質(zhì)在尺度上介于6410 —10 m之間，其中，介于641010 — m 之間顆粒物質(zhì)稱之為粉體[3]。顆粒物質(zhì)普遍存在于自然界和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中，例如自然界中的砂石、土礫、浮冰、積雪；工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中的煤炭、礦石、建材、藥品、食鹽、糖及谷物等糧食顆粒都屬于顆粒物質(zhì)，如圖 1.1 所示。顆粒物質(zhì)屬于軟物質(zhì)（Softmatter）或軟凝聚態(tài)物質(zhì)（softcondensedmatter），介于固體與理想流體之間的物質(zhì)。顆粒物質(zhì)被學(xué)術(shù)界稱作為區(qū)別于固體、氣體、液體的“第四態(tài)物質(zhì)”。顆粒物質(zhì)作為一種特殊的物質(zhì)形態(tài)，其特性和基本規(guī)律還遠(yuǎn)沒有被認(rèn)識清楚，《Science》于本世紀(jì)初將顆粒物質(zhì)列于百個科學(xué)難題之一。正如諾貝爾獎獲得者 P. G. Gennes 所說“在顆粒和粉體領(lǐng)域，還有大量未知等人類去發(fā)現(xiàn)”[4-12]。

圖 1.2 鋸齒模型Fig. 1.2 Sawtooth model芳芳等人[39]對豎直振動對顆粒對流模式的影響進(jìn)行了實驗研加速度的增加，參與橫向?qū)α鞯念w粒數(shù)量也在增加，并且分析速度直接的關(guān)系，應(yīng)力波對橫向?qū)α餍袨榈挠绊�。姜澤輝等測量在豎直激勵下的顆粒物質(zhì)對容器底部沖擊力后發(fā)現(xiàn)，顆粒動，容器底部的顆粒成凝聚狀態(tài)，對底部造成脈沖式的沖擊

圖 1.2 鋸齒模型Fig. 1.2 Sawtooth model芳芳等人[39]對豎直振動對顆粒對流模式的影響進(jìn)行了實驗研加速度的增加，參與橫向?qū)α鞯念w粒數(shù)量也在增加，并且分析速度直接的關(guān)系，應(yīng)力波對橫向?qū)α餍袨榈挠绊�。姜澤輝等人測量在豎直激勵下的顆粒物質(zhì)對容器底部沖擊力后發(fā)現(xiàn)，顆粒動，容器底部的顆粒成凝聚狀態(tài)，對底部造成脈沖式的沖擊力

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 彭政;蔣亦民;劉銳;厚美瑛;;垂直振動激發(fā)下顆粒物質(zhì)的能量耗散[J];物理學(xué)報;2013年02期

2 李芳芳;薛琨;白春華;;豎直振動顆粒床對流機(jī)制的顆粒尺度實驗研究[J];實驗力學(xué);2013年03期

3 李洪昌;李耀明;唐忠;徐立章;趙湛;;基于EDEM的振動篩分?jǐn)?shù)值模擬與分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2011年05期

4 楊帆;丁茫;蔡慧;繆國慶;;垂直激勵下顆粒物質(zhì)系統(tǒng)中的質(zhì)量環(huán)流與密度波[J];南京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張艷兵;水平擺振下顆粒物質(zhì)分層行為的研究及應(yīng)用[D];遼寧科技大學(xué);2016年

2 丁茫;垂直激勵下復(fù)合顆粒鏈的動力學(xué)特性研究[D];南京大學(xué);2011年

本文編號：2807191