案例 宝马格使用Rocky DEM分析沥青制造设备中颗粒的行为

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27


背景


宝马格是压实技术和压实设备、沥青制造设备、垃圾处理设备的全球市场领导者。他们想提高Titanium 140沥青制造设备的两个主要部件的相率:逆流干燥滚筒和多桨式搅拌机。为了完成改进,他们不仅仅需要分析设备内部的材料行为,同样需要验证出快速和划算的潜在方案。



宝马格选择使用DEM软件来仿真设备内部颗粒的行为,但是他们需要一个能够处理沥青材料特性的DEM软件。计算过程中,要求DEM工具需要能够处理高质量流率、独特形状的颗粒。再有就是混合部分,在以石油为基础的材料注入后,DEM同样需要能够精确表示出的“粘性”和颗粒物理组合。 


宝马格发现Rocky DEM的非球形颗粒模拟能力,满足他们的仿真需要。在第一部分研究中,Rocky用来评估干燥颗粒在设备中行为。使用Rocky的非球形颗粒模拟能力来创建8个角的多面体颗粒。这个独特的颗粒形状比常用DEM软件中创建的球体或球体粘结成的颗粒,更加具有代表性。 


 
仿真中使用的8个角的多面体颗粒 

 

然后,与CPU处理相比,Rocky的GPU处理能力能够大大减少仿真高质量流率所花费的时间。Rocky的GPU处理技术合,能够在理的时间内模拟大规模颗粒流,这是至关重要的。


仿真结果 

Rocky在处理计算结果时,提供了设备在不同截面上的颗粒行为,使得对结果进行比较和观察更为容易。



设备的侧景 

 


上面四个截面上颗粒行为分析(从左到右) 


在第二部分的分析中,焦点是颗粒的混合过程。在这一部分中,有沥青胶结材料(AC)和微粒组成的结合材料注入,然后使用混合鳍来混合沥青胶结材料和微粒。第二部分的目标是评估新老鳍片对颗粒混合作用的差别。 


本部分仿真要考虑沥青胶结材料和微粒的粘合,同样考虑微粒和壁面的粘附。使用Rocky软件的cohesion/adhesion 模型可以进行成功的模拟。 


Rocky不仅能够精确的描述颗粒群粘合行为的信息,同样能够显示颗粒和壁面的粘附信息。 



 观察混合区域:不仅能够观察颗粒的粘合行为,同样能够观察颗粒和壁面的粘附 


以Rock DEM精确的仿真结果作为指导,宝马格公司重新设计了鳍片,然后将仿真的结果与原先的鳍片进行对比。结果表明重新设计的鳍片能够提高颗粒在混合区域的驻留时间。由下面的表格可以看出,第二种设计停留时间最高。 



颗粒在混合区域驻留时间:1为最初是设计,2和3为重新设计的鳍片 


Rocky DEM软件能够重现沥青制造设备中混合区域内的颗粒行为,验证系统中新的几何结构对于颗粒驻留时间的影响,以及处理其他的关键参数。


总结

挑战


计算不同的设计方案下,沥青制造设备内部的材料行为,能够指导设备的改进

和帮助提高生产率。然而,这些都需要借助一个强大的仿真工具来实现。

 


解决方案


使用Rocky DEM软件可以很好的重现出沥青制造设备内部颗粒的运动行为。Rocky的定性和定量的处理功能,能够详细的评估不同设计方案下设备内部的颗粒行为。



效益


进行了多桨搅拌机混合区域不同设计下鳍片的仿真。仿真结果能够评估颗粒在设备中的驻留时间,对于沥青制造设备来讲来讲,意义重大。







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