玉米秸秆粉料致密成型离散元模型参数标定

王韦韦 蔡丹艳 谢进杰 张春岭 刘立超 陈黎卿

(1.安徽农业大学工学院，合肥 230036； 2.安徽省智能农机装备工程实验室，合肥 230036)

0 引言

农作物秸秆能源化利用是秸秆价值链开发利用的重要方式之一[1]。将秸秆致密成型为生物质颗粒燃料，不但节省非可再生资源、缓解能源供应紧缺状况，而且减少秸秆焚烧对环境造成的危害[2-3]。因此秸秆致密成型生物质颗粒燃料具有广阔的市场前景。

农作物秸秆粉料致密成型过程即为揉碎的纤维颗粒相互挤压、破裂、剪切填充的过程，从而使木质素软化、塑化、硬化成生物质颗粒[4]。国内外学者围绕农作物秸秆力学特性、生物质致密成型机理、成型工艺参数优化等方面进行了相关研究。MAZOR等[5]基于离散元和有限元相结合的方法，通过分析粉末在给料区和压实区的运行状态，得出粉料密度参数的变化曲线；ALIZADEH等[6]提出了一种粘性粉末混合物分离模拟仿真参数标定方法；孙启新等[7]基于木质素本构特征探讨了纤维颗粒的黏结力对秸秆塑性成型过程的影响；李永奎等[8]基于软球模型的秸秆粉料颗粒研究了玉米秸秆在单向受压状态下的力学行为；冯俊小等[9]定量分析了采用实验法和离散元法的滚筒内秸秆粉料颗粒的混合状态；文献[10-13]针对不同类型秸秆粉料进行了生物质环模致密成型机模孔结构和工艺参数的优化设计。综上可知，研究生物质颗粒机环模与压辊相互作用下挤压力对秸秆粉料的作用过程，有助于合理选取致密成型工艺参数；……