[发明专利]加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统

权利要求书

1.一种加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统，其特征在于：包括如下步骤：

1)设置研磨初始时间t₀＝0、粒级个数n、设定球磨机长度L、分段数J、球磨机进行研磨的总时间T、球磨机中初始物料的各粒级的粒径D、初始粒度分布m、各粒级的颗粒数目N_i，i＝1，...，n、球磨机机理模型中选择函数S、破裂函数B、物料单位时间向前移动比例V_F、物料单位时间向后移动比例V_B；

2)将磨机在轴向上等分为J段，每段相当于一个长度为L/J的子磨机，径向上分为N个粒级；

3)根据每段磨机中每个粒级颗粒数目、磨机中物料单位时间向前移动比例以及向后移动比例，计算每段子磨机的倾向函数a；

4)倾向函数计算步进时间dt；

5)根据倾向函数以及步进时间，判断出发生消失事件的子磨机；

6)对发生消失事件的子磨机，采用集总参数模拟方法判断发生事件的粒级；

7)判断发生消失事件的原因；

8)根据发生消失事件的原因，更新磨机中每段子磨机每个粒级的颗粒数目；

9)令t＝t+dt，t为当前研磨时间，重复执行步骤3)至步骤8)，直至t≥T，T为研磨总时间，得到球磨机研磨后的每段子磨机中每个粒级的磨矿颗粒数目；

10)根据步骤9)得到的球磨机研磨后的每个粒级的磨矿颗粒数目以及步骤1)得到的各粒级的粒径，计算球磨机研磨后的粒度分布；

步骤3)中，计算每段子磨机的倾向函数a为：

磨矿过程中颗粒存在对流前移、扩散后移及破裂三种颗粒消失事件，倾向函数反映这三种事件发生的总速率，定义如下：

其中，n为粒级个数，J为磨机分段数，i代表第i个粒级，j代表第j段子磨机，N(i，j)为第j段子磨机中第i个粒级的颗粒数目，V_F为物料单位时间向前移动比例、V_B为物料单位时间向后移动比例，S(i)为第i个粒级的选择函数；

球磨机给料段(j＝1)存在对流前移和破裂2类事件；中间段(j∈{2...J-1})存在前移、后移和破裂3类事件；排料段(j＝J)存在对流后移和破裂2类事件；

步骤4)中，倾向函数计算步进时间dt，具体为：

磨机被等分为J个子磨机，各个子磨机采用集总参数蒙特卡洛方法进行模拟计算，得到J个不同的步进时间，并取其中的最小值作为全局系统的推进步长，如下：

其中，dt为所有子磨机的最小步进时间，a(j)为第j段子磨机的倾向函数，J为磨机分段数；

步骤5)中，根据倾向函数以及步进时间，判断出发生消失事件的子磨机，具体为：

根据舍选法，首先生成一个在(0，1)区间上服从均匀分布的随机数r1，然后从j＝1，...，J，依次检验：

r1﹤dt×a(j)

a(j)为第j段子磨机的倾向函数，若满足上述检验公式的r1成立，则接受第j段子磨机发生了消失事件，若不成立，表示没有子磨机在该段时间发生消失事件，则进行仿真时间更新；

步骤6)中，对发生消失事件的子磨机，采用集总参数模拟方法判断发生事件的粒级，具体为：

根据舍选法，生成两个在(0，1)区间上服从均匀分布的随机数r1，r2，检验；

其中，S(i)为第i个粒级的选择函数，S_max为各个粒级中选择函数最大值，N_max为各个粒级中颗粒数目最大值；

若满足上述检验公式的r1成立，则接受i粒级为第j段子磨机内发生移动或者破裂事件的粒级，进入下一步；若不成立，则重新生成随机数，直至成立为止；

步骤7)中，判断发生消失事件的原因，具体为：

根据舍取法，首先生成两个在(0，1)区间上服从均匀分布的随机数r1，r2，检验：

r1＜C_i i＝3×r2

若成立，则i原因为该消失事件的原因；若不成立，则重新生成两个随机数，直至找到消失原因i为止；

其中，代表颗粒发生了对流前移，代表颗粒发生了破裂，代表颗粒发生了扩散后移，V_F为物料单位时间向前移动比例、V_B为物料单位时间向后移动比例，S(i)为第i个粒级的选择函数；

步骤8)中，根据发生消失事件的原因，更新磨机中每段子磨机每个粒级的颗粒数目，具体为：

将第j段子磨机的i粒级的颗粒数目减1，如果颗粒发生向前移动事件，则将第j+1段子磨机的i粒级的颗粒数目加1，如果颗粒发生向后移动事件则将第j-1段子磨机的i粒级的颗粒数目加1，如果颗粒发生破裂事件，则根据集总参数思想更新颗粒数目；

步骤10)中，根据步骤9)得到的球磨机研磨后的每个粒级的磨矿颗粒数目以及步骤1)得到的各粒级的粒径，计算球磨机研磨后的粒度分布，具体为：

其中M(i，j)为粒度分布，N(i，j)为第j段子磨机中第i粒级的颗粒数目，D(i，j)为第j段子磨机中第i粒级的粒径。