Mô hình hóa quá trình thu phoi trong quá trình phay rãnh của tấm gỗ sử dụng mô phỏng DEM-CFD

Một điểm khiến chế biến gỗ khác với gia công kim loại là với chế biến gỗ, không sử dụng chất làm mát trong quá trình gia công để loại bỏ phoi và bụi, vì sự hấp thụ chất lỏng vào gỗ là điều không mong muốn.

Một sự khác biệt quan trọng khác là tốc độ cắt cao liên quan đến chế biến gỗ. Cả hai yếu tố này dẫn đến việc phân phối phoi trong máy móc và thiết bị có vấn đề, cộng với việc tiếp xúc với bụi nguy hiểm cho người vận hành máy.

Chụp thu thập phoi và hệ thống chân không có thể làm giảm lượng cặn gỗ và khí thải này. Tuy nhiên, những phương pháp này rất đặc biệt về vật liệu, máy móc, công cụ và quy trình, do đó cần thời gian phát triển lâu dài, điều này có thể không hiệu quả về mặt chi phí đối với các công ty nhỏ hơn.

Trường hợp cụ thể này cũng gây ra nhiều khó khăn trong giai đoạn mô hình hóa. Một công cụ quay loại bỏ vật liệu, nhưng cũng lưu thông không khí xung quanh. Đồng thời, công cụ này tiếp xúc trực tiếp với phôi, điều này làm thay đổi dòng chảy và chuyển hướng các mảnh gỗ đang va chạm. Ngoài ra, dăm gỗ có nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau, vì vậy chúng được đẩy ra ở các vị trí và hướng khác nhau.

Cả dòng chất lỏng và động lực học của hạt đều đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế. Kích thước và vận tốc phoi xác định xem phoi đi theo dòng chảy hay đường quán tính riêng của chúng được xác định bởi lực đẩy ra khỏi dụng cụ cắt.

Bằng cách va chạm với các bề mặt bên trong khoang chụp, dăm gỗ giảm tốc và dễ dàng bị hệ thống hút bụi bắt giữ hơn. Quá trình này được cải thiện hơn nữa, nếu các bề mặt tác động cũng hướng các hạt về phía hút. Thiết kế của dụng cụ cắt, đặc biệt là không gian phoi của chúng, ảnh hưởng đến cả dòng chảy cảm ứng xung quanh dụng cụ và quá trình phóng phoi và do đó, sự phân tán của các hạt, điều này rất quan trọng để thu gom phoi thành công.

Mô hình hóa quá trình phóng và bắt giữ dăm gỗ

Trong nghiên cứu này, các mô phỏng DEM

Discrete Element Method (DEM) - là phương pháp theo dõi chuyển động của các hạt bằng cách giải các phương trình chi phối chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến của chúng. 

Mô phỏng DEM rất hữu ích khi bạn cần hiểu rõ hơn về hoạt động của vật liệu số lượng lớn theo thời gian. Và chúng ta có thể áp dụng giải pháp này cho một loạt các ngành công nghiệp: từ các thiết bị Dược phẩm đến khai thác mỏ, từ ngành máy móc hạng nặng đến nông nghiệp, DEM ứng dụng hữu ích vô tận.

Rocky DEM là phần mềm mô phỏng hạt có độ trung thực cao, cung cấp thông tin chi tiết về dòng chảy với độ chính xác cao.

Điều này đạt được với hiệu suất bộ giải nhanh do khả năng: xử lý đa GPU, sử dụng các hạt hình dạng thực, tích hợp hoàn toàn với các công cụ ANSYS.

và CFD

Computational Fluid Dynamics (CFD) - Tính toán động lực học chất lưu (chất lỏng, chất khí), là một nhánh của cơ học chất lưu sử dụng phân tích số và cấu trúc dữ liệu để phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng chất lưu.

Ansys Fluent và Ansys CFX là hai trong số các phần mềm mô phỏng CFD hàng đầu thế giới của hãng Ansys.

được kết nối bằng cách sử dụng Ansys Fluent và Rocky DEM. Trong khi Fluent xử lý dòng chất lỏng xung quanh cưa và sự hút bên trong khoang chụp, Rocky giải quyết quỹ đạo của phoi gỗ trong khi xem xét va chạm giữa phoi và các bề mặt xung quanh. Ảnh hưởng của nồng độ hạt cục bộ đến dòng chảy bên trong chụp có được bằng cách tận dụng tương tác hai chiều có sẵn trong Rocky.

Trong quá trình mô phỏng DEM

Discrete Element Method (DEM) - là phương pháp theo dõi chuyển động của các hạt bằng cách giải các phương trình chi phối chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến của chúng. 

Mô phỏng DEM rất hữu ích khi bạn cần hiểu rõ hơn về hoạt động của vật liệu số lượng lớn theo thời gian. Và chúng ta có thể áp dụng giải pháp này cho một loạt các ngành công nghiệp: từ các thiết bị Dược phẩm đến khai thác mỏ, từ ngành máy móc hạng nặng đến nông nghiệp, DEM ứng dụng hữu ích vô tận.

Rocky DEM là phần mềm mô phỏng hạt có độ trung thực cao, cung cấp thông tin chi tiết về dòng chảy với độ chính xác cao.

Điều này đạt được với hiệu suất bộ giải nhanh do khả năng: xử lý đa GPU, sử dụng các hạt hình dạng thực, tích hợp hoàn toàn với các công cụ ANSYS.

, các hạt được khởi tạo trong không gian phoi và được tăng tốc khi tiếp xúc với cưa. Điều này dẫn đến một mô hình phóng hạt gần với quy trình thực hơn so với phương pháp lập mô hình, trong đó các hạt được đưa vào bên ngoài không gian chip với một vận tốc ban đầu nhất định.

Một mô tả thậm chí tốt hơn về quá trình phóng hạt đạt được khi sử dụng mô-đun liên kết hạt dựa trên API. Các hạt được khởi tạo trong khu vực cắt và được liên kết bởi các dầm ảo có độ bền kéo được xác định bởi các đặc tính của vật liệu.

Khi đạt được cường độ cho phép, các liên kết bị phá vỡ, giải phóng các hạt. Điều này cho phép thể hiện tốt quy trình xay xát mà không cần mô hình hóa hoàn toàn quy trình nghiền. Một số hạt bị đẩy ra cũng giữ lại một phần liên kết của chúng, giống như các hạt không hình cầu lớn hơn được thấy trong các thí nghiệm ngoài đời thực.

Phân tích chụp thu thập phoi

Đặc tính của quỹ đạo hạt và dòng chất lỏng bên trong chụp cho phép hiểu rõ hơn về quá trình phóng và thu thập phoi. Thông tin này hữu ích cho việc cải tiến các chụp thu thập phoi hiện có. Các bức tường có thể được điều chỉnh để giúp dẫn các hạt lớn hơn theo hướng kênh hút, cải thiện hiệu suất và hiệu suất tổng thể mà không làm thay đổi áp suất hút và chi phí năng lượng liên quan.