Hántolt árpa keverésének diszkrételemes modellezése
Kutatásom célja a hántolt árpa keverési teljesítményigényének meghatározása vízszintes keverőtengelyű dobban laboratóriumi mérésekkel és diszkrételemes módszeren (DEM) alapuló szimulációkkal. A laboratóriumi méréseket eltérő üzemi paraméterekkel, kilenc különböző keverőelem fordulatszám és öt különböző dob töltöttség mellett végeztem el.
A DEM szimulációk során több gömbből összekapcsolt – úgynevezett clump – szemcsékkel közelítettem a hántolt árpa alakját. A szemcsék három fő mérete (átlagos hosszúság, szélesség és vastagság) tolómérő segítségével került meghatározásra. A DEM-ben egy egyszerű, lineáris rugó-viszkózus csillapítás szemcsekapcsolati modellt alkalmaztam, amelyben különböző egyszerűsítéseket alkalmaztam, így csökkentve a modell komplexitását.
A szimulációk első lépéseként megvizsgáltam a szimulációs időigény csökkentésének lehetőségeit két eltérő szemcse paramétersorral. Először a 3D keverőelem modell hálósűrűségének csökkentése érdekében, majd a kritikus időlépés tényező megfelelő beállításához végeztem érzékenységi vizsgálatokat. Maximum 10%-os teljesítményigény eltérést figyelembe véve meghatároztam a megfelelő hálósűrűség modellt és kritikus időlépés tényezőt.
A szimulációs környezet beállítása után paraméterérzékenységi vizsgálatokat végeztem a szemcsés anyag beállítási paramétereire. Ilyen paraméterek voltak a csillapítási tényezők, a belső súrlódási szög, a rugalmassági modulus és az ellenállás tényezők. Végül meghatározásra kerültek a végső anyag beállítási paraméterek, amelyekkel megfelelő pontosággal modellezhetők a laboratóriumi mérések eredményei.
Irodalom:
[1] D. Horváth, T. Poós and K. Tamás, “Modeling the movement of hulled millet in agitated drum dryer with,” Computers and Electronics in Agriculture, vol. 162, pp. 254-268, 2019.
[2] J. Horabik and M. Molanda, “Parameters and contact models for DEM,” Biosystems Engineering, vol. 147, pp. 206-225, 2016.
[3] M. Adamčík, Design of phosphate fertilizer mixer, Brno: Brno University of Technology, 2012.
