The purpose of this paper is to optimize the structure of plough blades in a ploughshare mixer using the discrete element method (DEM) simulations.,Using the validated DEM model, three numerical tests are conducted to determine how the mixing performance evolves as structural parameters of blades change. Results from the analysis provide basis for structure optimization of blades. The structural parameters include sweep angle of blade γ, regular axial pitch p and regular circumferential angular offset α. The parameters to evaluate mixing performance include mass flow rate and Lacey index.,The DEM results show that the mixing performance at γ of 35° is better than 15°, 25° and 45°. The mixer which has a p of less than or equal to 1.11 · b is more efficient than the mixer which has a p greater than 1.11 · b, where b is tail width of blade. The circumferential symmetric distribution of blades (α = 180°) is more beneficial to improve the mixing performance in comparison with the circumferential asymmetric distribution (α < 180°). Based on the results, an optimized mixer with a γ of 35°, a p of 0.61 · b and an α of 180° is proposed, which has a better mixing performance compared to all mixers listed.,The structural parameters of blades, including γ, p and α, are found to be critical for good mixing. From the view angle of structure optimization of plough blades, a new ploughshare mixer with a γ of 35°, a p of 0.61 · b and an α of 180° is investigated and recommended for improving mixing efficiency.

中文翻译：

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使用 DEM 模拟的犁铧式搅拌机中犁刀片的结构优化

本文的目的是使用离散元法 (DEM) 模拟优化犁铧混合器中犁叶片的结构。使用经过验证的 DEM 模型，进行了三个数值试验，以确定混合性能如何随着结构参数的变化而演变。刀片改变。分析结果为叶片结构优化提供了依据。结构参数包括叶片后掠角γ、规则轴向节距p和规则周向角偏移α。评价混合性能的参数包括质量流量和Lacey指数。DEM结果表明γ为35°时的混合性能优于15°、25°和45°。ap 小于或等于1.11·b 的混合器比ap 大于1.11·b 的混合器更有效，其中b 是叶片的尾部宽度。叶片圆周对称分布（α=180°）比圆周不对称分布（α<180°）更有利于提高混合性能。基于结果，提出了一种优化的混合器，其 γ 为 35°，ap 为 0.61·b，α 为 180°，与列出的所有混合器相比具有更好的混合性能。,叶片的结构参数，包括 γ , p 和 α 被发现对于良好的混合至关重要。从犁叶结构优化的角度，研究并推荐了一种γ为35°、ap为0.61·b、α为180°的新型犁铧混合机，以提高混合效率。基于结果，提出了一种优化的混合器，其 γ 为 35°，ap 为 0.61·b，α 为 180°，与列出的所有混合器相比具有更好的混合性能。,叶片的结构参数，包括 γ , p 和 α 被发现对于良好的混合至关重要。从犁叶结构优化的角度，研究并推荐了一种γ为35°、ap为0.61·b、α为180°的新型犁铧混合机，以提高混合效率。基于结果，提出了一种优化的混合器，其 γ 为 35°，ap 为 0.61·b，α 为 180°，与列出的所有混合器相比具有更好的混合性能。,叶片的结构参数，包括 γ , p 和 α 被发现对于良好的混合至关重要。从犁叶结构优化的角度，研究并推荐了一种γ为35°、ap为0.61·b、α为180°的新型犁铧混合机，以提高混合效率。