نرم افزار شبیه ساز KMPCDEM

وضعیت ذرات همیشه بیانگر کارایی تجهیزات کارخانه های فرآوری مواد هستند. چون این ذرات هستند که همیشه تحت خردایش قرار می گیرند، شناور می شوند، تحت جدایش قرار می گیرند و یا آبگیری می شوند. در حقیقت اگر فقط از وضعیت ذرات در جای جای مراحل فرآوری اطلاع داشته باشید می توانید وضعیت کارخانه را ارزیابی کنید. به عنوان مثال از عیار ذرات در باطله می توان به کارایی جدایش و از اندازه ذرات در خروجی سنگ شکن به وضعیت خردایش مدار پی برد.

اما همیشه رفتار ذرات در سیستم های فرآوری به راحتی قابل مشاهده و نمونه گیری نیست. به عبارت دیگر در بسیاری از تجهیزات امکان دسترسی و مشاهده حضوری وجود ندارد. یکی از این مهمترین تجهیزاتی که امکان مشاهده وضعیت ذرات در آن وجود ندارد آسیاهاست. اگر امکان مشاهده نحوه حرکت ذرات یا به نحوی تعیین حرکت آنان وجود داشته باشد کمک زیادی به پی بردن وضعیت آسیاها خواهد کرد و از آن اطلاعات جهت بهینه سازی آنان استفاده کرد.

از آنجا که آسیاها یکی از پر هزینه ترین تجهیزات کارخانه های فرآوری مواد معدنی هستند، کوچکترین تغییر در راستای بهینه سازی آنان، از هدر روی بخش زیادی از سرمایه و انرژی کارخانه جلوگیری می کند.

راه های زیادی جهت پی بردن به وضعیت ذرات در آسیاها وجود دارد. از جمله این روش‌ها، مدل‌سازی فیزیکی و شبیه‌سازی نرم‌افزاری (مانند نرم‌افزار GMT)، می‌باشد. مشکل اساسی انجام آزمون‌های آزمایشگاهی، هزینه‌بر بودن و زمان‌بر بودن آن است. علاوه بر این، به جز مسیر حرکت بار و تخمین توان‌کشی، داده‌ی دیگری را نمی‌توان از آن بدست آورد. همچنین با استفاده از نرم‌افزارهای تخمین مسیر حرکت بار مانند GMT نیز تنها می‌توان مسیر حرکت تک گلوله را محاسبه نمود و قابلیت تعیین مسیر حرکت توده بار در آن وجود ندارد. از این رو، روشی که در سال‌های اخیر مورد استقبال قرار گرفته و معایب دو روش قبل در آن وجود ندارد، روش اجزای گسسته (راگ) Discrete Element Method است.

شبیه‌سازی راگ ابتدا در سال ۱۹۷۹ توسط Cundall برای شبیه‌سازی رفتار دانه‌های خاک تحت بارگذاری دینامیکی ارایه شد. در زمینه فرآوری مواد معدنی در سال ۱۹۹۲،  Mishraو Rajamani،  با شبیه‌سازی دو بعدی حرکت بار در آسیای گلوله‌ای آزمایشگاهی و اعتبار سنجی نتایج آن با واقعیت، راگ را وارد این عرصه کردند. پس از آنها، Cleary در سال ۱۹۹۸ با ارایه‌ی پژوهشی، توان‌کشی، جدانشینی و حرکت بار را در سرعت‌ها و پرشدگی‌های مختلف در آسیای گلوله‌ای به صورت دو بعدی مورد بررسی قرار داد. بعدها روند شبیه‌سازی آسیا توسط محققان زیادی دنبال گردید.

تا کنون نرم افزارای متعددی نیز ارایه شده اند که بر اساس روش اجزای گسسته تجهیزات را شبیه سازی می کنند اما دسترسی ما ایرانیان به این نرم افزارها محدود است. در همین راستا از سال ۱۳۹۰ پروژه کد نویسی نرم افزار KMPC_DEM  به عنوان اولین نرم افزار ایرانی روش اجزای گسسته در مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی گر کلید خورد و تا کنون در چند پروژه ای صنعتی از این نرم افزار استفاده شده است و نتایج قابل توجهی بدست آمده است.

نتایج حاصل از این نرم افزار نشان داده اند که نتایج این نرم افزار نسبت به نمونه های خارجی آن تفاوتی ندارد و در چند مورد نتایج حاصل از آن نسبت به نمونه خارجی بهتر نیز بوده است و همچنین با توجه به الگوریتم هایی که در این نرم افزار بکار گرفته شده است هم از نظر سرعت انجام محاسبات از نمونه های خارجی برتر بوده و هم از نظر محدودیت در اضافه کردن ذرات به محیط شبیه سازی و همچنین وارد کردن هندسه تجهیزات در محیط شبیه سازی.

تیم توسعه این نرم افزار متشکل از ۶ نفر از محققین مرکز تحقیقات است که هر یک در توسعه ی بخشی از این نرم افزار مشغول هستند تا در آینده قابلیت های جدید دیگری نیز به آن اضافه خواهد شود. در حال حاضر نرم افزار KMPC_DEM قابلیت شبیه سازی آسیاهای خودشکن، نیمه خودشکن و گلوله ای را داراست و پذیرای انجام پروژه های تحقیقاتی شماست.

در زیر تعدادی از نتایج شبیه سازی های انجام شده با این نرم افزار نشان داده شده است.

در صورت تمایل به شبیه سازی تجهیزات خود با این نرم افزار، با مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی گر تماس حاصل فرمایید.