Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Feeder type optimisation for the plain flow discharge process of an underground hopper by discrete element modelling

Necas J., Hlosta J., Zurovec D., Zidek M., Rozbroj J., Zegzulka J.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 3

246--252

EN

This paper describes optimisation of a conveyor from an underground hopper intended for a coal transfer station. The original solution was designed with a chain conveyor encountered operational problems that have limited its continuous operation. The Discrete Element Modeling (DEM) was chosen to optimise the transport. DEM simulations allow device design modifications directly in the 3D CAD model, and then the simulation makes it possible to evaluate whether the adjustment was successful. By simulating the initial state of coal extraction using a chain conveyor, trouble spots were identified that caused operational failures. The main problem has been the increased resistance during removal of material from the underground hopper. Revealed resistances against material movement were not considered in the original design at all. In the next step, structural modifications of problematic nodes were made. For example, the following changes have been made: reduction of storage space or installation of passive elements into the interior of the underground hopper. These modifications made were not effective enough, so the type of the conveyor was changed from a drag chain conveyor to a belt conveyor. The simulation of the material extraction using a belt conveyor showed a significant reduction in resistance parameters while maintaining the required transport performance.

2

Recording of the Particular Matter Behaviour when Leaving a Container

Vyletelek J., Gelnar D., Zidek M., Zurovec D., Jezerska L.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

201--206

EN

The article focuses on behaviour of particular matter depending on marginal conditions with application of the PIV (Particle Image Velocimetry) and DEM (Discrete Element Method). The Discrete Element Method was used for validation of the particular matter behaviour. The research on the bulk material behaviour concentrated on detection of changes of velocity in experimental materials under constant marginal conditions. The marginal condition is an obstacle on the bottom of the storage tank. As experimental material, we selected glass balls of various sizes. The diameter of the particles was 5 and 3 mm. These particles were mixed in a 50/50 proportion up to the capacity of the experimental sample. The output velocity was recorded by a high-speed camera and compared with numerical simulation in the DEM program. The resulting values of the particle velocity in both the PIV and DEM method were compared. The agreement between the experimental outputs and the numerical method in comparison of the flow velocity was on a high level. From results is possible to detect the period when all particles left the tested zone from charts illustrating the average velocity of all particles in the selected areas during drainage of the tank. By comparison of the locations with the period of the flow's termination in the individual zones we can declare that in the course of the flow, the matter leaves the higher delimited zones earlier than zones closer to the outlet hole. The time difference of the mutually successive zones then becomes shorter while approaching the outlet hole. To summarize the whole experiment complexly, we can declare that the particular matter is accelerated towards the outlet hole by action of the 30° incline of the hopper wall. In an area outside the outlet hole, this acceleration occurs especially in the x axis before the matter arrives above the discharge hole, where the core flow is under way and the direction of the matter's acceleration changes from the x axis to the y axis.

PL

W artykule skupiono się na zachowaniu pyłu zawieszonego w zależności od warunków brzegowych z użyciem analizatora obrazu cząstek (ang. skrót PIV – Particle Image Velocimetry) oraz metody elementów dyskretnych (ang. skrót DEM). Metody elementów dyskretnych użyto w celu określenia zachowania pyłu zawieszonego. Badanie materiału sypkiego skupione było na wykryciu zmian w prędkości materiału wysypującego się ze zbiornika, w stałych warunkach brzegowych. Jako materiał eksperymentalny użyto szklane kule o różnych średnicach. Średnice wynosiły 5 oraz 3 mm. Kule wymieszano w proporcji 50/50, aż do osiągnięcia objętości próbki eksperymentalnej. Prędkość wyjściowa została zarejestrowana przez kamerę i porównana z symulacją numeryczną w programie DEM. Porównano uzyskane wyniki określenia prędkości cząstek z obu metod PIV i DEM. Zależność między wynikami eksperymentalnymi i prędkością strumienia wyznaczoną metodą numeryczną była na wysokim poziomie. Dzięki wynikom z wykresów przedstawiających średnią prędkość cząstek na wybranych powierzchniach można określić moment, w którym wszystkie cząstki opuściły badaną przestrzeń. Można stwierdzić, że w przepływ strumienia materiału opuszczającego zbiornik nie jest jednolity. Można stwierdzić, że pył zawieszony przyspiesza w kierunku odbioru, przy 30° kącie nachylenia ściany zbiornika.

3

Optimisation of Geometry of the Chain Conveyor Carriers by DEM Method

Zidek M., Zegzulka J., Jezerska L., Hlosta J., Necas J.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

143--148

EN

The article presents the results of simulation of the Discreet Elements Method (DEM) applied to the chain conveyor model with regard to optimisation of its carriers´ geometry. The work is focused on the impact pulses of carriers in the first part of the chain conveyor´s transport cycle and the influence of a change in the carrier element´s geometry on vector motion of particles and velocity differences of motion of the transported material. The issue is solved by the DEM method, where a 3D model of the tested equipment and a simulation of material transportation in the transport system is created. Virtual 3D models of equipment can be easily adjusted such as changes in the structure dimensions. In the text, it is the approach to testing the influence of the chain conveyors carrier´s geometry on the character of motion of particles. The results show that the carrier´s geometry changes the trajectory of motion and velocity of the transported material particles during their transport on the chain conveyors.

PL

Artykuł przedstawia wyniki symulacji za pomocą Metody Elementów Dyskretnych (ang. skrót DEM) zastosowanej do modelu przenośnika łańcuchowego w celu optymalizacji geometrii taśm. W pracy skupiono się na wpływie impulsu w pierwszej części cyklu transportu przenośnika łańcuchowego oraz następstw jakie niesie ze sobą zmiana geometrii elementów taśmy na wektor ruchu ziaren oraz zmiany prędkości transportu użytego materiału. Problem rozwiązano metodą DEM, przy użyciu modelu 3D dla testowanego sprzętu oraz symulacji transportu materiału. Wirtualne trójwymiarowe modele sprzętu można łatwo dostosować, jak również wprowadzić zmiany w wymiarach konstrukcji. Takie podejście zastosowano w pracy, w celu zbadania wpływu geometrii łańcuchowych przenośników taśmowych na ruch ziaren. Wyniki wykazały, że zmiana w geometrii nośnika wpływa na trajektorię ruchu i szybkość transportowania cząsteczek materiału na przenośnikach łańcuchowych.

4

Mechanical Properties of Powdered Coal and Their Influence to Technological Processes

Hlosta J., Zurovec D., Zidek M., Zegzulka J.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

107--112

EN

In recent years, growing human population is more and more dependent on production of various wares which are dependent on the functionality of manufacturing technologies. The Laboratory of bulk materials solves many problems of flow failure in different technologies and processes with particulate materials. A perfect understanding of powder behaviour is very important for optimization processes. Due different mechanical and physical properties of a wide scale of particulate materials it is very hard to design appropriate technologies. Goal of this paper is to subscribe some samples of powdered coal by the measurement of its mechanical and physical properties important for storage of the bulk solids. Experimental work was performed by the Freeman Technology FT4 Powder Rheometer and Cilas 1190 Particle Size Analyser. The device allows obtaining a considerable amount of information about powder behaviour from basic bulk density until friction or mechanical interlocking. It was found that dominant parameter in storage process is compressibility. Dependence between compressibility and the ratio of the microparticles and nanoparticles was observed. Depending on the granulometry of samples different compressibility and angle of internal friction was observed. The measured properties of powdered coal have been used for determine cohesion and easy-flowing to free flowing regime. The aim of this article is bulk solid behaviour prediction based on specific properties like compressibility, angle of internal friction, wall friction, angle of repose, humidity, cohesion and others. We need to find a way how to completely describe powders and bulk solids by a few parameters. The problem is bulk solids are very complex and wide field of specialization. Laboratory of Bulk Materials at Technical University of Ostrava is focused on measurement of mechanical and physical properties of the bulk solids and powders and simultaneously it deals with virtual DEM (Discrete Element Method) simulations of particulate matters. Nowadays we are able to predict behavior of bulk materials based on verified models in DEM simulations and flow properties measurement. These simulations are used in innovative way of designing storage and process devices in all kinds of industry.

PL

W ostatnich latach, rosnąca ludzka populacji jest coraz bardziej zależna od produkcji różnych wyrobów, które to są zależne od funkcjonalności technologii wytwarzania. Badania materiałów masowych rozwiązują wiele problemów dotyczących awarii przepływów w różnych technologiach i procesach pyłowych materiałów. Doskonałe zrozumienie zachowania proszków jest bardzo ważne dla optymalizacji procesów. Z powodu różnych właściwości mechanicznych i fizycznych szerokiego zakresu materiałów pyłowych bardzo trudne jest zaprojektowanie odpowiednich technologii. Celem tego artykułu jest objęcie pewnych próbek sproszkowanego węgla badaniami ich mechanicznych i fizycznych właściwości, ważnych dla składowania materiałów masowych. Prace eksperymentalne były wykonane za pomocą reometru proszkowego Freeman Technology FT4 i analizatora rozmiaru cząstek Cilas 1190. Urządzenie pozwala uzyskać znaczącą ilość wyników na temat zachowania proszków od podstawowej gęstości masy do tarcia lub blokowania mechanicznego. Odkryto, że dominującym parametrem w procesie przechowywania jest ściśliwość. Zaobserwowano zależność między ściśliwością i stosunkiem mikrocząsteczek do nanocząsteczek. Polegając na granulometrii próbek zaobserwowano różną ściśliwość i kąt tarcia wewnętrznego. Zmierzone własności sproszkowanego węgla zostały zużyte do wyznaczenia kohezji i reżimu łatwego płynięcia do swobodnego płynięcia. Celem tego artykułu jest przewidzenie zachowania dużej ilości ciała stałego na podstawie specyficznych właściwości takich jak ściśliwość, kąt wewnętrznego tarcia, tarcie o ściany, kąt repozycji, wilgoć, kohezja i inne. Potrzebne jest odnalezienie sposobu aby kompletnie opisać proszki i ciała stałe w dużej ilości kilkoma parametrami. Problemem jest ich duża złożoność i szeroki obszar ich specjalizacji. Laboratorium materiałów masowych na Uniwersytecie Technicznym w Ostrawie skupia się na pomiarach właściwości mechanicznych i fizycznych ciał stałych masowych i proszków i równocześnie zajmuje się wirtualnymi symulacjami materiałów pyłowych DEM (Discrete Element Method). W dzisiejszych czasach jesteśmy w stanie przewidzieć zachowanie materiałów masowych polegając na sprawdzonych modelach w symulacjach DEM i na badaniach właściwości przepływu. Symulacje te są używane jako innowacyjna metoda projektowania urządzeń do przechowywania i przetwarzania w każdej dziedzinie przemysłu.