Modeling and Simulation of Modern Industrial Screens using Discrete Element Method

با پيشرفت فناوري‌هاي مختلف فراوري مواد معدني، تجهيزات طبقه‌بندي اندازه ي ذرات نيز براي برآورده كردن نيازهاي كارخانه‌هاي جديد تحول پيدا كرده است. در همين راستا، طراحي، ساخت و بهره‌برداري از سرندهاي موزي شكل در كارخانه‌هاي فراوري منجر به پيشرفت و بهبود فرآيند سرند كردن ذرات در مقياس صنعتي شده است. سرند نوع موزي شكل، يك نوآوري مهم در فرآيند سرندكردن در دهه گذشته به‌شمار مي‌آيد كه باعث افزايش ظرفيت در فرآيند‌هاي طبقه‌بندي اندازه ذره مي‌شود. اين نوع سرند داراي صفحاتي با شيب هاي متفاوت است. اگرچه اين ابداع، استفاده فزاينده‌اي در صنعت داشته است ولي هم چنان كنترل و بهينه‌سازي آن محدود است كه مربوط به كمبود اطلاعات پايه‌اي در رابطه با فرآيند سرندكردن مي‌باشد. به همين دليل استفاده از شبيه‌سازي‌هاي عددي، يك روش موثر براي انجام چنين مطالعاتي مي‌باشد. روش اجزاي گسسته يكي از اين رويكردهاي عدديست كه برهم‌كنش‌هاي بين ذرات و حركت آنها را محاسبه مي‌نمايد. در اين مقاله، نتايج مدل سازي و شبيه‌سازي حركت و طبقه‌بندي مواد در سرندهاي موزي شكل با روش اجزاي گسسته براي يك سرند‌ موزي شكل سه صفحه‌اي با هدف مطالعه و بررسي تاثير شرايط عملياتي و طراحي (هندسه) سرند بر روي عملكرد طبقه‌بندي انجام شد. به منظور اعتبارسنجي پيش‌بيني‌ها در شبيه‌سازي‌هاي انجام شده در اين تحقيق، نتايج به‌دست‌آمده با نتايج گزارش شده ي قبلي در منابع مقايسه شدند كه اين مقايسه صحت شبيه‌سازي انجام گرفته در اين تحقيق را نشان مي‌دهد.

With progress in mineral processing technologies, particle size classification equipment has also been changed to satisfy the needs of modern plants. Accordingly, design, manufacturing and utilization of banana screens in mineral processing plants have led to increased screening efficiency at industrial scale. Banana screen is an important invention which increases screening capacity has occurred in past decade. These screens are made of several screening segments with different slopes. Despite widespread use of banana screens in industry, their control and optimization has been limited due to lack of fundamental knowledge about the screening process. Using numerical simulation is an effective method to overcome such limitations in design and optimization studies. Discrete element method (DEM) is a numerical approach which computes particles interactions and their movements. In this paper, the results of modeling and simulation of particles movement and classification in banana screens using DEM method in PFC3D software environment is presented. Hence, DEM simulation of a three-segment banana screen was done to study the effect of design and operating variables on classification. To validate our DEM simulation, the results obtained in this study were compared with the previous results reported in literature. The comparisons approve the validity this DEM simulation.