Možnosti modelování toků partikulárních materiálů během vyprazdňování korečků korečkového dopravníku

Possibilities of modelling of flows of particulate materials during discharging of buckets

článek v časopise - ostatní, Jost

cs

Článek se zabývá možnostmi modelování toků partikulárních materiálů během vyprazdňování korečků korečkového dopravníku. Konkrétně jsou zde prezentovány dva přístupy, analytický a numerický. V prvním případě je pro řešení výše zmíněné problematiky použit analytický výpočetní nástroj, který byl za tímto účelem vytvořen. V druhém případě se jedná o numerickou simulaci toku partikulárního materiálu s použitím metody diskrétních prvků. Oba přístupy je možno použít pro stanovení tvaru povrchu materiálu v korečku během jeho vyprazdňování, včetně stanovení způsobu a začátku vyprazdňování. V případě použití výpočetního nástroje je úloha řešena jako dvourozměrná a v případě použití numerické simulace lze úlohu řešit i jako trojrozměrnou. V článku jsou rovněž prezentovány výsledky experimentálního ověření obou přístupů, kdy bylo využito Zařízení pro kreativní systém tvorby matematických popisů obecných procesů nacházející se v Laboratoři partikulárních látek na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně.

Článek se zabývá možnostmi modelování toků partikulárních materiálů během vyprazdňování korečků korečkového dopravníku. Konkrétně jsou zde prezentovány dva přístupy, analytický a numerický. V prvním případě je pro řešení výše zmíněné problematiky použit analytický výpočetní nástroj, který byl za tímto účelem vytvořen. V druhém případě se jedná o numerickou simulaci toku partikulárního materiálu s použitím metody diskrétních prvků. Oba přístupy je možno použít pro stanovení tvaru povrchu materiálu v korečku během jeho vyprazdňování, včetně stanovení způsobu a začátku vyprazdňování. V případě použití výpočetního nástroje je úloha řešena jako dvourozměrná a v případě použití numerické simulace lze úlohu řešit i jako trojrozměrnou. V článku jsou rovněž prezentovány výsledky experimentálního ověření obou přístupů, kdy bylo využito Zařízení pro kreativní systém tvorby matematických popisů obecných procesů nacházející se v Laboratoři partikulárních látek na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně.

This article deals with description of modelling of flows and deformations of particulate materials during the process of discharging the bucket. Two approaches are presented. In the first case the analytical computational tool is used for modelling of flows of particulate materials. In the second case the numerical simulation based on discrete element method is performed. Furthermore, the experimental facility, which is situated in The Laboratory of particulate materials, is used for verification and validation of above-mentioned approaches. Presented analytical computational tool partially based on continuum mechanics is written in C++ and uses STL and „open-source“ libraries. This analytical computational tool is suitable for description of flows of free flowing and cohesionless particulate materials. A discrete element method, also called DEM, is numerical method, which is suitable for computing the motion and interactions of a large number of discrete particles. For faster calculation, these particles have often a spherical shape and same properties, but generally they may have different shapes and different properties. In our case, the Yade is used for above-mentioned modelling. The experiment was performed for gravitational discharging method and its progress was recorded using a high speed camera. The recorded data were then processed by image processing techniques. The following material was used as experimental particulate material: M-COLOR white 00052 PE/PP; spec. density 1.9418 g.cm-3; bulk density 1.12 g.cm-3; POLYMER INSTITUTE Brno, CZ. The final comparison of results has shown an approximate match among the analytical approach, numerical approach and performed experiment.

koreček, korečkový dopravník, partikulární materiál, metoda diskrétních prvků

bucket, bucket elevator, particulate material, discrete element method

2013

01.07.2013

Univerzita J. E. Purkyně, FVTM

Ústí nad Labem

1211-4162

2013

2

63–67

5