回轉(zhuǎn)窯具有廣泛的物料適應(yīng)性，在化工和機(jī)械工程等領(lǐng)域應(yīng)用很廣，通常用來處理粒狀物質(zhì)。在其運(yùn)行過程中，顆粒的混合過程非常復(fù)雜。本文主要利用離散單元大研究不同粒徑顆粒在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的混合過程，并采用大小顆粒接觸數(shù)來衡量軸向混合程度。

通過建立數(shù)學(xué)模型，對顆粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。由于轉(zhuǎn)速較低，顆粒的運(yùn)動(dòng)方式以滾動(dòng)為主，根據(jù)顆粒的運(yùn)動(dòng)方式不同，將顆粒所在的區(qū)域分為固定層和活動(dòng)層?？拷G壁的顆粒隨著回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，形成固定層；當(dāng)物料堆積角大于靜態(tài)休止角時(shí)，物料上表面顆粒在重力的作用下下落，形成活動(dòng)層。在固定層內(nèi)，顆粒間沒有相對運(yùn)動(dòng)，因此固定層顆粒的運(yùn)動(dòng)對混合不起作用；在活動(dòng)層內(nèi)，由于顆粒粒徑差異，大小顆粒速度不同存在相對運(yùn)動(dòng)，從而引起了顆粒間的混合。顆粒周期性地在固定層和活動(dòng)層內(nèi)交替運(yùn)動(dòng)，引起了顆粒間的混合直至趨于平穩(wěn)。

顆粒混合的效果就是，在距交界面較近的截面處大小顆粒達(dá)到了一定程度的混合，距交界面較遠(yuǎn)的截面處大小顆?；旌陷^差。同時(shí)，小顆粒透過底層向大顆粒間隙滲透，大顆粒出現(xiàn)在物料層上表面，這是由于大小顆粒間相互滲透引起苦力間混合。這種混合類似于流體中的分子擴(kuò)散。當(dāng)顆粒的混合達(dá)到相對穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，呈顯現(xiàn)出大小顆粒相互穿插的狀態(tài)，但總體來看，由于顆粒的群體差異，大顆粒集中在物料流上表面，小顆粒則貼近壁面。