DEM 颗粒设置

本教程模拟穿过鼓风炉模型的三维固体流，藉此预测鼓风炉底部的沉降层区域的形成。

以下所示是根据 Zhou et al. 采用的几何和风口回旋区尺寸所构建的炼铁鼓风炉模型。

实际鼓风炉中颗粒在风口回旋区附近消耗。在本例中，模拟颗粒损失的方法是在风口回旋区位置引入颗粒出口。不考虑颗粒尺寸和属性的变化。

本教程的主要目的是，将对因固体沉降（使用颗粒停留时间）造成的沉降区尺寸的预测值与 Zhou et al 实验室规模试验数据进行比较。

模拟的三个阶段如下：

  1. 颗粒层形成：在第一阶段，模拟运行 11.5 s，运行过程中入口打开，让颗粒（玻璃珠子）填充鼓风炉，从而形成初始层。
  2. 颗粒沉降：在此阶段，模拟继续运行 2 s，运行过程中入口关闭，以便让颗粒层沉降。

    在前两个阶段，出口关闭，以便让玻璃珠子在鼓风炉中聚积和沉降。

  3. 颗粒排出：在最后一个阶段，模拟继续运行 36.5 s，运行过程中入口和出口（每侧一个）均打开。

本模拟中的颗粒属性如下：

  • 颗粒呈球形，直径 10 mm，密度 2500 kg/m3。
  • 颗粒与颗粒间以及颗粒与壁面之间的滑动摩擦系数均为 0.4。
  • 颗粒质量流率为 18.33 kg/s。