基于離散元法的顆粒飼料粘結參數標定及其破碎過程分析

■王 雷 張永林 李 彬 路婉秋 楊 柳 劉曉鵬

（1.武漢輕工大學機械工程學院，湖北武漢 430023；2.武漢輕工大學動物科學與營養工程學院，湖北武漢 430023）

飼料是養殖業的基礎，可為動物生長、生產提供所需營養保障[1-2]。傳統的飼料加工成型方法主要有兩種：制粒和膨化。制粒飼料（顆粒飼料）因具有避免動物挑食、報酬率高、流動性好、便于管理等優點，在家禽養殖生產過程中得到了廣泛應用[3-8]。制粒飼料（顆粒飼料）是由粉狀原料在制粒機內經水熱調質、機械擠壓聚合成型，因其表面粗糙度較大、物料成分之間的聚合力較小，導致顆粒飼料在篩分、喂料、輸送、噴涂、干燥、包裝等加工環節中，易因加工機械內部的擠壓、剪切而發生破碎，從而造成營養成分損失、顆粒飼料品質降低[9-10]。由于難以通過實際試驗對顆粒飼料在各環節加工機械內部的運動與受力狀態進行實時監測與分析[11-14]，顆粒因機械力而產生破碎的機制尚不明確，因此，難以有針對性地對加工機械的關鍵結構、運行參數進行優化，改善顆粒飼料的受力特性，從而有效降低其破碎率。

離散元法是研究離散單元之間的互作關系的方法[15]。隨著計算機仿真技術的發展，該方法現已在分析顆粒的運動規律、受力狀態、參數標定等方面得到廣泛應用[16-17]。彭飛等[18]探究了飼料調制器中飼料的運動規律，并采用計算流體動力學與離散元耦合的方法對調質器的工作過程進行仿真建模和作業參數優化。殷潔鑫等[19]對蛋雞飼料破碎度進行了研究和評定，通過優化旋刀破碎機刀片的旋轉速度，降低了破碎物中的含粉率。……