设备材料与表面光洁度对干粘性粉末流动性的影响：离散元模型（DEM）校准中的关键考量

为解决离散元模型（DEM）模拟粘性粉末时，多数研究未区分颗粒间内聚力与颗粒 - 壁面粘附力的问题，研究人员设计实验装置并进行模拟敏感性分析。结果表明两种力应分别校准，这有助于更准确模拟粉末与设备间相互作用。

　　离散元模型（DEM）对粘性颗粒的模拟，在理解加工设备中的粉末流动方面意义重大。颗粒间以及颗粒与壁面的相互作用参数校准至关重要。然而，尽管有诸多关于粘性粉末的 DEM 模拟研究，但多数并未区分颗粒间的内聚力和颗粒与壁面的粘附力。在这项研究中，设计了一个台式实验装置来展示颗粒与壁面粘附力的影响。还利用商业规模的压片机进料器（TPF）和料斗螺旋进料器（HSF）进行了基于模拟的敏感性分析，通过独立改变颗粒间和颗粒与壁面的凝聚能密度值，来说明它们对粉末流动性的影响。当颗粒的凝聚能密度超过 80 kJ/m³时，压片机进料器（TPF）会发生堵塞；而对于料斗螺旋进料器（HSF），颗粒凝聚能密度超过 110 kJ/m³时会堵塞。在保持颗粒间高内聚力不变的情况下，将颗粒与壁面的粘附力降低到压片机进料器（TPF）的 30 kJ/m³和料斗螺旋进料器（HSF）的 50 kJ/m³，就能避免堵塞情况的发生。因此，这项研究表明，在离散元模型（DEM）中，颗粒间内聚力和颗粒与壁面的粘附力应被视为独立的因素分别进行校准，这样才能充分体现粉末和设备的材料相互作用效果。