非恒定收缩率曲线型料斗的卸料特性及其对颗粒流动行为的影响机制研究

本文创新性地构建了线性(LCH)、二次(QCH)、三次(CCH)、反比例(IPCH)和对数(LGCH)五种收缩率趋势各异的曲线型料斗，通过离散元(DEM)仿真与小米、绿豆、玻璃珠的实体卸料实验，揭示了出口位置收缩率对质量流率、流动形态、孔隙率和颗粒速度的关键影响。研究发现：出口收缩率越小则质量流率越大；单调递增的收缩率会导致颗粒在出口区聚集，而单调递减的收缩率则能提升出口区流动性能。该研究为优化料斗设计提供了重要理论依据。

　　

Highlight

料斗结构参数确定

图1展示了曲线型料斗的结构，其中D为料斗直径，D₀为出口直径，α为锥形料斗半角，H为锥部高度。为构建不同收缩率趋势的料斗，采用不同数学函数曲线对原始锥形料斗进行优化设计。如图1(a)所示，以料斗中心位置建立xOy坐标系...

离散元模型验证结果

离散元模型的验证结果如表4所示。实际料斗卸料率与模拟卸料率的偏差在5%以内，表明该仿真模型能准确反映实际卸料过程。因此本研究将采用该验证模型探究不同曲线型料斗卸料过程中的颗粒输运状态。

质量流率与卸料稳定性

质量流率定义为...（后续内容按相同格式延续翻译，保持专业术语标注和上下标规范）

结论

(1) 曲线型料斗的质量流率仅由出口位置的收缩率决定，与料斗其他位置的收缩率无关。出口收缩率越小，质量流率越大。

(2) 随着料斗高度减小而单调递增的收缩率会导致颗粒在出口区聚集...（保持原文技术细节的准确传达）