SYMULACJE PRZEPŁYWU MATERIAŁÓW SYPKICH DEM

SimDes Partner jesteśmy jedną z niewielu firm która oferuje usługi symulacji zachowania się materiałów sypkich podczas transportu, mieszania, mielenia i kruszenia metodą elementów dyskretnych DEM.

DZIĘKI SYMULACJOM DEM BĘDZIESZ MÓGŁ:

przewidzieć i poprawić wydajność maszyn i urządzeń and devices

dobrać optymalne parametry oraz kształt narzędzi

zmniejszyć zużycie energii

wyznaczyć rzeczywiste obciążenia do projektowania maszyn i narzędzi

uniknąć przestojów i awarii

wydłużyć czas eksploatacji maszyn

zmniejszyć koszty napraw i serwisów

zmniejszyć zapylenie i rozsypywanie

określić miejsca narażone na nadmierne ścieranie

METODA ELEMENTÓW DYSKRETNYCH - DEM (z ang. Discrete Element Method) jest komputerową techniką modelowania zachowania się cząsteczek w ruchu, ich odziaływania na otoczenie oraz wzajemnej interakcji. Dostępne oprogramowanie jak EDEM BulkSim pozwala symulować niemal każde warunki fizyczne panujące podczas transportu, mieszania czy kruszenia uwzględniając przy tym wielkość i kształt ziaren, ich gęstość, sprężystość i zdolność do przyklejania się (adhezji). Wyniki symulacji DEM dostarczają bardzo wiele cennych informacji dla inżynierów jak przemieszczenia, prędkości, siły i naprężenia elementów/cząsteczek poruszającego się ośrodka.

Symulacje DEM obecnie znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu do symulacji i optymalizacji procesów oraz projektowania maszyn. Poniżej przykłady praktycznych zastosowań.

PRZEMYSŁ GÓRNICZY I METALURGICZNY

Symulacje DEM w przemyśle górniczym pozwalają:

przewidzieć oraz poprawić wydajność procesu urabiania i odstawiania urobku w górniczych kombajnach ścianowych i chodnikowych, przenośnikach zgrzebłowych i taśmowych

określić optymalny kształt czerpaków koparek kołowych wielonaczyniowych

wyznaczyć rzeczywiste obciążenia elementów maszyn do analiz wytrzymałościowych MES

uniknąć problemów z blokowaniem się materiału w punktach przesypowych

zmniejszyć zużycie energii elektrycznej przez odpowiednie sterowanie przepływem strugi materiału

przyspieszyć rozwój i projektowanie nowoczesnych maszyn górniczych




Symulacja DEM punku przesypowego węgla z łagodnym podawaniem materiału na taśmę przenośnika


Symulacja DEM koparki wielonaczyniowej kołowej


PRZERÓBKA SUROWCÓW MINERALNYCH

Metoda elementów dyskretnych DEM bardzo dobrze sprawdza się w modelowaniu procesów pękania/rozdziału i łączenia cząsteczek. Dzięki algorytmowi Explicit oraz metodzie automatycznego wykrywania kontaktu między cząsteczkami pozwala w łatwy sposób uzyskać wiarygodne wyniki.

Zastosowanie symulacji DEM do modelowanie procesu kruszenia, mielenia czy mieszania pozwala:

zoptymalizować geometrię narzędzi, mieszalników, łopatek

wyznaczyć siły i obciążenia narzędzi roboczych jak kruszarki, młyny

określić wydajność procesu

sprawdzić wiele rozwiązań konstrukcyjnych bez potrzeby budowania rzeczywistych prototypów

przyspieszyć rozwój i projektowanie maszyn




Symulacja DEM procesu kruszenia skał


Symulacje DEM procesu mieszania


URZĄDZENIA DO TRANSPORTU MATERIAŁÓW SYPKICH

Coraz częściej projektowanie systemów transportowych w kopalniach, elektrowniach czy elektro-ciepłowniach odbywa się z zastosowaniem symulacji DEM.

Zastosowanie symulacji DEM pozwala na:

mniejsze zużycie energii przez optymalny dobór kąta opadania i prędkości podawania strugi materiału na taśmociąg (zapobieganie hamowaniu taśmy)

redukcję sił dynamicznych i udarowych podczas podawania materiału

zmniejszenie zapylenia przez ograniczenie rozwarstwiania się strugi materiału (projektowanie odpowiednich zsuwni i przesypów hood-spoon z wykorzystaniem symulacji DEM)

ograniczenie do minimum rozsypywania się materiału

uniknięcie blokowania się materiału w punktach przesypowych




Symulacje DEM przepływu materiału w punkcie przesypowym przenośników taśmowych


Zastosowanie symulacji DEM do projektowania systemów transportowych


MASZYNY ROLNICZE

Dzięki zastosowaniu symulacji DEM w procesie projektowania maszyn rolniczych jak kombajny do zbioru zbóż, roślin korzennych i okopowych, owoców, rozsiewaczy nawozu czy maszyn do uprawy gleby pozwala:

Sprawdzić wpływ wielu parametrów konstrukcyjnych na wydajność maszyny

Ograniczyć uszkodzenia mechaniczne płodów rolnych jak obicia, otarcia, przecięcia

Określić dokładnie obciążenia działające na elementy maszyny (dobór napędów, obliczenia konstrukcyjne)

Sprawdzić wydajność maszyn bez potrzeby budowania prototypów

Zmniejszyć koszty związane z B+R




Symulacja DEM przepływu bulw na przenośniku prętowym kombajnu ziemniaczanego


Symulacja DEM rozsiewacza nawozu


SYMULACJE MULTIPHYSICS (DEM-CFD, DEM-MBD,DEM-FEM)

Multi-fizyczne symulacje zachowanie się materiałów sypkich z uwzględnieniem wymiany ciepła i przepływu płynu pozwalają jeszcze dokładniej symulować rzeczywistość. Pozwala określić wpływ różnorodnych parametrów na wydajność procesu oraz jeszcze dokładniej poznać obciążenia mechaniczne i termiczne oddziałujące na otaczającą strukturę. Multifizyczne symulacje stają się obecnie podstawowym narzędzie do weryfikacji koncepcji maszyn już na początkowym etapie rozwoju i projektowania. Dokładne określenie obciążeń konstrukcyjnych podczas załadunku, transportu czy przeróbki materiałów sypkich jest możliwe dzięki symulacjom DEM sprzężonym z symulacjami CFD i FEA. Łatwa wymiana danych między programami do symulacji przepływu materiałów sypkich DEM i obliczeń wytrzymałościowych MES pozwala inżynierom zaprojektować wytrzymałe i trwałe maszyny bez zbędnego przewymiarowania konstrukcji.

Wykorzystanie multi-fizycznych symulacji w procesie rozwoju i projektowania produktu pozwala:

Określić wydajność różnorodnych procesów technologicznych jak chłodzenie, suszenie, filtracja oraz wpływ wielu parametrów na ich sprawność

Accurately predict mechanical and thermal loads

Dokładnie określić obciążenia mechaniczne i termiczne konstrukcji

Zoptymalizować konstrukcję urządzeń pod względem masy i wytrzymałości

Uniknąć awarii podczas eksploatacji

Odpowiednio zabezpieczyć miejsca najbardziej narażone na ścieranie i korozję

Przyspieszyć rozwój i projektowanie wydajnych i energooszczędnych maszyn



Połączenie symulacji DEM-MES (EDEM-ANSYS)


Multifizyczna symulacja procesu suszenia materiału sypkiego


Połączenie symulacji DEM z MBD (EDEM-ADAMS)


Jeśli chcesz wiedzieć więcej na temat symulacji DEM lub uzyskać indywidualną ofertę prosimy o kontakt.