V této práci byl zkoumán vliv asféricity na proces granulárního míchání.
Pro generování asférických částic byl vybrán model superquadrics. Zkou-
mané asférické geometrie měly tvar koule, válce a krychle. Simulace mí-
chání byly provedeny v cylindrickém mixéru se dvěma zkosenými lopatkami
pod úhlem 45 ve dvou rychlostech otáčení a to 15 a 150 rpm. V jednot-
livých simulacích byla zachována stejná hmotnost částic. Bylo zjištěno, že
s rostoucí asféricitou dochází k omezení primárního pohybu částic. Asfé-
ricita způsobuje pokles intenzity sekundárních toků a zvyšuje deformaci
hladiny. Rovněž se ukázalo, že asféricita výrazně zhoršuje proces homoge-
nizace až o 20 % především pro kubické částice.
Anotace v angličtině
In this work, the effect of asphericity on the granular mixing process was
investigated. The superquadrics model was chosen to generate aspheric
particles. The investigated aspheric geometries were spherical, cylindrical
and cubic in shape. The mixing simulations were performed in a cylin-
drical mixer with two bevelled blades at an angle of 45 at two rotational
speeds namely 15 and 150 rpm. The particle mass was kept the same in
each simulation. It was found that the primary motion of the particles is
reduced with increasing asphericity. Asphericity causes a decrease in the
intensity of secondary flows and increases the surface deformation. It was
also found that asphericity significantly deteriorates the homogenization
process by up to 20 % especially for cubic particles.
Klíčová slova
granulární materiál, asféricita, superquadrics, multisphere,
homogenizace, metoda diskrétních prvků, DEM
Klíčová slova v angličtině
granular material, asphericity, superquadrics, multisphere,
homogenization, discrete element method, DEM
Rozsah průvodní práce
74 s.
Jazyk
CZ
Anotace
V této práci byl zkoumán vliv asféricity na proces granulárního míchání.
Pro generování asférických částic byl vybrán model superquadrics. Zkou-
mané asférické geometrie měly tvar koule, válce a krychle. Simulace mí-
chání byly provedeny v cylindrickém mixéru se dvěma zkosenými lopatkami
pod úhlem 45 ve dvou rychlostech otáčení a to 15 a 150 rpm. V jednot-
livých simulacích byla zachována stejná hmotnost částic. Bylo zjištěno, že
s rostoucí asféricitou dochází k omezení primárního pohybu částic. Asfé-
ricita způsobuje pokles intenzity sekundárních toků a zvyšuje deformaci
hladiny. Rovněž se ukázalo, že asféricita výrazně zhoršuje proces homoge-
nizace až o 20 % především pro kubické částice.
Anotace v angličtině
In this work, the effect of asphericity on the granular mixing process was
investigated. The superquadrics model was chosen to generate aspheric
particles. The investigated aspheric geometries were spherical, cylindrical
and cubic in shape. The mixing simulations were performed in a cylin-
drical mixer with two bevelled blades at an angle of 45 at two rotational
speeds namely 15 and 150 rpm. The particle mass was kept the same in
each simulation. It was found that the primary motion of the particles is
reduced with increasing asphericity. Asphericity causes a decrease in the
intensity of secondary flows and increases the surface deformation. It was
also found that asphericity significantly deteriorates the homogenization
process by up to 20 % especially for cubic particles.
Klíčová slova
granulární materiál, asféricita, superquadrics, multisphere,
homogenizace, metoda diskrétních prvků, DEM
Klíčová slova v angličtině
granular material, asphericity, superquadrics, multisphere,
homogenization, discrete element method, DEM
Zásady pro vypracování
1. Zpracování současné úrovně poznatků. 2. Sepsání teoretických podkladů. 3. Provedení experimentů a vyhodnocení dat. 4. Interpretace získaných dat a sepsání výsledkové části.
Zásady pro vypracování
1. Zpracování současné úrovně poznatků. 2. Sepsání teoretických podkladů. 3. Provedení experimentů a vyhodnocení dat. 4. Interpretace získaných dat a sepsání výsledkové části.
Seznam doporučené literatury
[1] ANDREOTTI, Bruno, Yoel FORTERRE a Olivier POULIQUEN. Granular Media [online]. Cambridge: Cambridge University Press, 2013. ISBN 9781139541008. Dostupné z: doi:10.1017/CBO9781139541008
[3] KHAZENI, Alireza a Zahra MANSOURPOUR. Influence of non-spherical shape approximation on DEM simulation accuracy by multi-sphere method. Powder Technology [online]. 2018, 332, 265-278. ISSN 00325910. Dostupné z: doi:10.1016/j.powtec.2018.03.030
[4] CLEARY, Paul W a Mark L SAWLEY. DEM modelling of industrial granular flows: 3D case studies and the effect of particle shape on hopper discharge. Applied Mathematical Modelling [online]. 2002, 26(2), 89-111. ISSN 0307904X. Dostupné z: doi:10.1016/S0307-904X(01)00050-6
Seznam doporučené literatury
[1] ANDREOTTI, Bruno, Yoel FORTERRE a Olivier POULIQUEN. Granular Media [online]. Cambridge: Cambridge University Press, 2013. ISBN 9781139541008. Dostupné z: doi:10.1017/CBO9781139541008
[3] KHAZENI, Alireza a Zahra MANSOURPOUR. Influence of non-spherical shape approximation on DEM simulation accuracy by multi-sphere method. Powder Technology [online]. 2018, 332, 265-278. ISSN 00325910. Dostupné z: doi:10.1016/j.powtec.2018.03.030
[4] CLEARY, Paul W a Mark L SAWLEY. DEM modelling of industrial granular flows: 3D case studies and the effect of particle shape on hopper discharge. Applied Mathematical Modelling [online]. 2002, 26(2), 89-111. ISSN 0307904X. Dostupné z: doi:10.1016/S0307-904X(01)00050-6