中国物理学会第二十七届全国静电学术年会

在化工生产中颗粒多为高绝缘物质，因碰撞摩擦极易产生静电电荷积聚，大量积累的静电会诱发静电放电，引起静电爆燃事故。下料工序中颗粒的碰撞摩擦极为剧烈，聚集的静电形成强电场，极易引爆可燃粉尘、蒸汽。目前，针对颗粒下料工序中的静电特性演化规律及其潜在危险判断，尚缺乏适用的仿真模型进行动态荷电分析。对此，本文围绕带电颗粒物料下料工序的静电特性开展基于离散元和有限元的耦合模拟。基于离散元方法模拟颗粒在落料工序中的摩擦带电过程，将颗粒的位置、带电量和速度信息导入有限元模拟中。通过有限元模拟得到流动颗粒和堆积颗粒的电势、电场强度的波动变化。模拟研究表明百克量级的颗粒物料在下料过程中可带上数百纳库仑电荷，与下料量近似为线性关系。下料过程中颗粒于储料筒内堆积因带电可形成千伏级别的静电电势，2 kg量级的颗粒物料场强即可达3.0 MV/m，超过空气均匀击穿场强，极易发生静电放电。

带电颗粒；静电特性；电荷；电势；电场强度