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在大量粉粒物料定量配料和定量包装生产中，不连续定量加料应用广泛。但目前粉粒物料不连续定量存在加料成本高，定量不准确，生产效率低，且对环境污染大等问题。螺旋加料装置具有定量控制简单、加料封闭环境污染小等特点，因此，开展粉体颗粒螺旋加料装置不连续定量加料仿真分析和试验研究，将有助于提高粉体颗粒螺旋不连续定量加料性能，促进其在工农业生产中应用。
本文以内径13mm、外径38mm的水平螺旋加料装置为研究对象，综合运用动力学分析、离散单元和性能测试试验等方法，通过对其不连续定量加料性能理论分析、仿真分析与试验研究，分析其不连续加料快速性和稳定性受装置结构和运行参数影响情况，寻找加料量与旋转角度之间的关系，建立加料量理论估算模型。具体工作内容如下。
首先，了解掌握螺旋加料理论，深入分析螺旋加料装置的工作原理及特点;通过对螺旋不连续加料过程适当的简化和假设，以及颗粒流动的动力学分析，建立了不连续加料量理论估算模型，确立加料量与螺旋转角之间的非线性关系;对影响加料性能的主要因素结构参数和运行参数分析，揭示螺旋加料装置不连续定量加料机理，并提出了在出料段设置分料出料装置来提高其定量加料稳定性和准确性。
其次，综合运用颗粒流程序软件PFC3D与三维CAD软件，建立螺旋加料装置数值模拟几何模型，并参照生产实际和国内外相关研究设置仿真参数，通过编程实现不连续动态加料过程数值模拟;从螺旋不连续加料量、颗粒轴向速度、颗粒旋转速度以及颗粒填充率四方面，分析螺旋加料装置的螺距、旋转速度和出料段结构变化对其加料性能的影响。仿真结果表明:(1)采用螺旋出料和空白出料时，随着螺旋转速的增大，颗粒的轴向运动与旋转运动均增大，但其波动也加剧;(2)过大或过小的螺距都将加剧颗粒运动的不稳定性;(3)出料段加装分料出料装置时，装置内部颗粒的填充率相对其他情况更稳定，且位于出料段的颗粒旋转速度很小，螺旋不连续定量加料稳定性与准确性得到明显提高。
最后，依据仿真结果试制了螺旋不连续定量加料试验平台。试验分析螺旋加料装置的转速和出料口结构对其不连续定量加料性能的影响。试验结果表明:(1)传统螺旋加料装置，由于其固有结构的原因，加料“脉动”现象不可避免;(2)采用空白出料时，可以很好的抑制脉动现象，但加料量稳定性较差;(3)采用分料出料时，装置不连续加料性能得到明显提高，同时不连续加料量与螺旋转角间存在近似线性的关系。