场地膜秆分离装置送风方式改变下的流场模拟

建立场地膜秆分离装置初始模型,采用ansys软件的“Fluent”模块对其腔体内流场压力分布、速度分布进行数值模拟。结果表明:当送风速度为14 m/s,水平送风,送风口中心与腔体中心距离为125 mm时,腔体流场的压力分布总体均匀,腔体内下落粗棉秆和细棉秆的范围相对较大,该工况下最合理,有利于地膜分离。     

旋风分离筒进料高度对筒内气相流场分布的影响

为了解进料高度对旋风分离筒内气相流场分布的影响,提高风力清选装置的清选效果,以湖南农业大学研制的5TY–100型油菜脱粒机旋风分离筒为研究对象,利用Gambit对3种进料高度(50、150、250 mm)的旋风分离筒建模,导入FLUENT中模拟仿真。模拟仿真结果表明:进料高度不影响旋风分离筒内涡核的轴向空间尺寸,但对旋风分离筒内的负压、气流速度、切向速度及涡核体积产生影响,进料高度越小,旋风分离筒内部的负压值越小,气流速度值、切向速度值、涡核体积越大。综合分析可得,进料高度越小,物料的清选效果越好。     

不同速度下地膜单向拉伸撕裂特性

为研制田间残膜回收后的膜杂分离设备,须对地膜在不同速度下的拉伸撕裂特性进行研究。通过自制拉伸设备对地膜作单向拉伸试验,同时用录像设备对拉伸试验过程的图像进行采集,并对采集到的延伸量、位移和时间等参数进行统计分析。结果表明,新地膜的断裂延伸率与厚度成正比,旧地膜的断裂延伸率比同厚度的新地膜降低42. 75百分点;地膜拉力和拉伸应力整体随着拉伸速度的增加而增加,旧地膜的平均拉力比同厚度的新地膜降低40. 94%,新地膜拉伸应力受厚度影响较小;地膜拉伸断裂时间随着速度的增加而缩短;拉力对地膜的冲量值随着拉伸速度增加而整体呈指数递减趋势,新地膜的冲量值受地膜厚度影响较大,旧地膜比同厚度新地膜的冲量值减少71. 98%。结果可以为残膜碎料机常出现的进料口吞料慢或不吞料现象提供理论支撑,并为膜杂分离设备设计提供理论依据。     

滚筒气力式排种装置中心轴气孔位置对气场的影响

滚筒气力式精密排种装置一直是国内外科研的攻关重点。依据气孔分布位置不同,设计两个方案的负压半轴,利用Fluent软件进行滚筒流场模拟,分析中心轴轴孔位置对流场的压力分布和速度分布的影响。模拟分析结果表明:气孔位置集中靠近中心轴中部位置时,流场中压力分布和速度分布都比较均匀和稳定,吸气流虽有少量相互重叠,但扰动现象较少,这些对提高负压室吸种和运种的工作效率和质量都是有利的。     

浑水水力分离清水装置清水流场特性试验研究

利用PIV技术，对浑水水力分离清水装置的清水流场进行了测试，得到了浑水水力分离清水装置内部流场的水流流速场、涡流场、涡流结构。给出了各测试平面的定量流场分布情况以及测试平面内的涡量场分布图、速度矢量分布图、速度分量应变率分布图和流场流线图。根据测试结果，给出了流场的切向速度分布和轴向流速分布。通过对流场的分析，初步探讨了浑水水力分离清水装置内清水流场的分布规律。     

谷物气流清选系统的仿真研究

为研究微型谷物联合收割机清选系统的旋风清选筒内流场的运动状况,借助FLUENT软件,采用RNG k-ε模型模拟,基于SMPLEC算法,对切线入口的旋风分离筒内的压力场和速度场进行三维数值模拟研究.通过数值模拟得到旋风分离筒内部压力场基本呈轴对称分布;清选筒内速度分为旋流和竖直流动,其分界面大致为吸杂管壁面向下的延长线.采用拉格朗日离散相模型对清选筒内谷物脱出物的运动轨迹进行追踪,得到在吸杂口的气压为-900～-600 Pa时清选筒内具有较好的分离效果.     

搂膜弹齿式夹持装置的残地膜拉伸试验

【目的】设计一种模拟搂膜作业状态下的弹齿式夹持装置,通过残地膜力学性能拉伸试验,对影响立秆搂膜机残膜回收作业效果的残膜力学性能指标(残地膜最大载荷、断裂延伸率)与残地膜破损程度、残膜回收作业速度之间的关系进行探究.【方法】以残膜破损情况、拉伸速度作为试验影响因素,以最大载荷、断裂延伸率作为试验指标,进行二因素三水平的正交试验,运用minitab数据分析软件,对残地膜力学性能拉伸试验所得试验数据进行统计与分析.【结果】试验结果表明,随着拉伸试验速度的增大,残地膜的断裂延伸率增大,残地膜破损程度与最大载荷之间表征出正相关性.【结论】其残地膜力学性能的研究为立秆搂膜机具的设计及其工作参数的探究提供了理论参考依据.     

气力板式蔬菜排种器气室真空流场仿真分析

【目的】优化气力板式蔬菜排种器气室结构参数,简化气室气流体为定常不可压的湍流模型.【方法】选用ANSYS软件的FLOTRAN模块,对不同气室结构参数进行仿真分析.【结果和结论】相对整体矩形空腔结构,矩形横槽和纵槽连通气室结构更能节省气流量,提高整体强度;双气源口结构相比单气源口结构相对压力损失小,流场分布均匀性更好;优化的气源口位置在距排种器两侧边缘第4个和第5个吸种孔之间;气室槽深越大,过渡区域相对压力损失越小,吸种孔入口处的相对压力和速度分布越均匀,但排种器整体结构尺寸增大,气腔内形成一定相对压力的稳定流场所需时间更长,槽深取4 mm综合较好.验证试验结果表明,在吸种孔入口中心处,仿真分析结果与实际测量结果比较接近,趋势上具有较高一致性,表明仿真分析优化气室结构参数可行.     

叶片式海流能发电装置的叶片流场仿真

为了解叶片形状对叶片式海流能发电装置流场分布的影响,以上海海洋大学研制的叶片式海流能发电装置为原型,采用FLUENT软件对7种不同形状的叶片进行了流场数值模拟,获得了不同形状叶片的速度云图及压力云图。通过比较分析不同形状叶片的外流场速度分布和压力分布情况可知,不同叶片形状对叶片式海流能发电装置外流场变化发展以及稳定运行具有一定作用。该流场分析结果充分证实了叶片形状的合理设计对实现海流能发电装置的受力情况和改善流场分布具有重要作用,并为后期装置的优化提供了可靠的理论参考依据。     

浑水分离清水装置无悬板时的流场数值模拟

对浑水分离清水装置内部清水流场的分布规律进行了三维数值模拟。应用标准的k-ε紊流模型进行数值模拟，控制方程的离散采用控制容积积分法，应用SIMPLE算法进行求解。同时也对计算结果中的速度场进行了分析，初步探讨了该浑水水力分离清水装置内清水流场的分布规律，经整体分析发现，浑水水力分离清水装置内存在一绕中心旋转的偏心涡旋，在同一水平面上的切向流速由中心至边壁是先增大后减小的，在锥体区和重力区轴向流速分布都是先增大，后减小的。     

基于Fluent分析的棉田废地膜秸秆分离装置设计

针对棉田机械化回收的废地膜与棉秆、土壤等杂质混合难以分离,无法资源化再利用,且随意掩埋或焚烧易造成环境二次污染的问题,拟开展膜杂混合物分离技术研究,提出筛筒式膜杂分离原理,为膜杂分离机的设计提供参考。以残膜回收机回收的膜杂混合物为研究对象,开展物理特性研究,测出废膜、秸秆、土壤颗粒的悬浮速度,利用SPSS软件统计分析物料悬浮速度与受风面积的相关性,通过搭建膜杂混合物料风选试验台,分析膜杂混合物各组分在风选试验台气流场中的运动轨迹和沉降规律,确定了筛筒式膜杂分离装置关键部件最佳尺寸和工作参数,并采用Fluent进行流体域数值模拟,确定地膜和杂质分离效果的最佳进风速度为8.0 m/s,最优入风角度为6.00°。通过验证试验可知当筛筒转速为40 r/min,进风速度8.0 m/s,入风角度6.00°时,试验所得的膜中含杂率为9.73%、杂中含膜率为0.261%,验证了理论分析和结构设计的合理性及流体域数值模拟分析的正确性。本研究结果可为废地膜杂质分离及废地膜资源化再利用提供参考。     

流化床快速热解笋壳的研究

以笋壳为原料,石英砂为流化介质,在自行研制的流化床快速热解装置上进行热解试验,研究了热解温度、物料尺寸、进料速率、滞留时间和添加剂对笋壳热解产物分布的影响。结果表明:加入添加剂KNO3热解效果较好,较佳工艺条件是热解温度500℃、物料尺寸1.0 mm、进料速度50 g.min-1、滞留时间0.8 s、KNO3浓度0.4%,液体产率可达62.7%。     

烟草拔秆机拔秆切蔸装置的设计与试验

针对4YBG–1型烟草拔秆机在南方烟区作业过程中出现烟秆拔取输送不畅、切蔸不稳及操作不便等问题,设计了一种前置挂接在手扶式拖拉机上的拔秆切蔸装置。以HZ07–11烟秆为试材,对影响烟秆拔断率、漏拔率及切蔸率的双排夹持输送链速度、拖拉机前进速度、夹持间隙进行单因素和多因素正交试验。单因素试验结果表明,双排夹持输送链速度为0.8~1.1 m/s,拖拉机前进速度为0.5~0.6 m/s,夹持间隙9~15 mm时,可完成烟秆拔秆切蔸作业。正交试验结果表明,影响烟秆拔断率、漏拔率和切蔸率的因素大小依次为夹持间隙、双排夹持输送链速度、拖拉机前进速度,双排夹持输送链速度为0.8 m/s、拖拉机前进速度为0.6 m/s、夹持间隙为12 mm,是实现拔秆切蔸作业的较优组合,此时烟秆拔断率、漏拔率、切蔸率分别为0、5%、95%。     

双立轴烟秆切割机构的设计与试验

设计了一种适合烟秆切割的双立轴圆盘式切割机构。在自制的烟秆切割试验台上,对切割速度、装置的前进速度、主从切割刀片的径向重叠量等进行了单因素试验和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割速度350 r/min时,功耗为1 718.8 W,切断率为94.33%;在主从切割刀片的径向重叠量为15 mm时,功耗为1 500.73 W,切断率为95.6%;在装置的前进速度为0.6 m/s时,功耗为1 608.13 W,切断率为96.83%。正交试验结果表明,当切割速度为300 r/min,主从切割刀片的径向重叠量为15 mm,装置前进速度0.6 m/s时,功耗为1 480.26 W,切断率为97.21%。     

稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验

针对稻麦兼用排种器充种环节无法实现精确囊种的问题，设计了一种基于精确计数的吹种装置。根据平抛运动轨迹和文丘里原理分别设计稻麦检测装置和吹种装置，通过理论分析确定影响稻麦充种性能的关键因素，基于CFD(computational fluid dynamics)气固耦合方法仿真分析喷嘴结构形式、工作转速、气流入口压力对种子运动状态特性的影响，仿真试验验证检测与吹种装置的可行性，并开展台架试验确定粒间延时时间。结果表明，Type 3方形喷嘴管在喷嘴口处的速度分布较广且X方向速度分布更均匀，确定喷嘴管截面长度为18 mm，宽度为7 mm，高度为3 mm。气流入口压力和工作转速对种子运动特性有显著影响，合力和合速度均随气流入口压力和工作转速的增加而增加，确定水稻和小麦排种时较优的气流入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1，在此作业条件下，种子间隔的仿真时间远小于理论时间，验证了检测与吹种装置的可行性。台架试验结果表明，在粒间延时时间为12 ms、入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1时，水稻和小麦排种的合格率分别为90....     

连续式微波干燥机腔体内流场仿真分析与验证

为提高发芽糙米在连续式微波干燥机内干燥均匀性和干燥品质,采用流体动力学软件SolidWorks Flow simulation建立微波干燥机干燥腔室流体仿真模型,研究其内部气流场分布规律,对不同结构干燥腔室内部气流分布作仿真分析。结果表明,在微波干燥机进风口加装均风网板和在出料口同端面加设出风管,可使腔体内部气流更加平稳,风速平稳区域占干燥腔室内料层区域45%,可降低进料口气体流量损失;出风管上端面距离干燥腔室顶端320 mm,尺寸为800 mm×1220 mm×200 mm;干燥腔室边角避免圆角过渡,可减少腔室内部气流涡旋,提高气流利用效果。研究结果为连续式微波干燥机结构设计和工艺优化提供理论依据。     

棉秆切碎还田装置的设计与试验

为南方小面积田块棉秆切碎还田机设计了棉秆切碎还田装置。该装置由切割装置、扶秆装置、除茬装置组成,棉秆由扶秆装置喂入,从上至下依次被切断、除茬。将该装置挂接在土槽试验机上,对影响棉秆切割长度合格率、功耗和除茬率的主要因素,即机具前进速度、锯盘转速和导向槽口宽度进行了单因素试验和回归正交试验。结果表明:影响合格率与除茬率的因素大小依次为机具前进速度、锯盘转速、导向槽口宽度;影响功耗的因素大小依次是锯盘转速、机具前进速度、导向槽口宽度。利用规划求解进行参数优化,在棉杆长度合格率与除茬率分别不低于85%和90%的情况下,锯盘转速为860 r/min,机具前进速度为0.65 m/s,导向槽口宽度为60 mm时,功耗为5.91 k W。     

分子蒸馏富集亚麻籽油中α-亚麻酸的研究

亚麻籽油经甲酯化后,采用分子蒸馏技术对其中α-亚麻酸进行分离纯化,以α-亚麻酸质量分数和提取率作为衡量纯化效果的指标。经单因素试验确定蒸馏温度、蒸馏压力、进料速度、刮膜转速的操作范围,并利用响应曲面法Box-Behnken试验设计,确定了亚麻籽油中α-亚麻酸分离纯化的工艺条件,即蒸馏温度90℃、蒸馏压力0.8 Pa、进料速度0.87 mL/min、刮膜转速287 r/min。在该工艺条件下,得到α-亚麻酸含量为81.15%,提取率为78.20%。     

圆管气-液旋流分离器的数值模拟

建立了圆管气-液旋流分离器结构设计简化模型,通过研究液滴和气泡的轨迹并结合传统分离器的设计经验,完成分离器的结构参数设计和计算。使用Fluent软件对单、双入口分离器内部速度分布和压力分布进行数值模拟研究。轴向速度在分离器中心区域方向向上,在该区域外侧向下,拟合了最大轴向速度与入口混合物速度的经验关联式;切向速度在分离器中心位置为0,在径向先增大后减小,在壁面处为0,漩涡在最大值两侧分为两层,内侧为准强制涡,外侧为准自由涡;径向速度数量级比切向速度和轴向速度均小,并且在轴线的两侧一正一负,在分离器中心位置为0,沿着径向先迅速增大后减小,在壁面处为0。在下部液相空间的截面上,压力在圆管壁面处最大,在中心处最小;在轴向上,随着液位的升高,压力逐渐增大。对比单、双入口分离器的模拟结果,双入口切向速度、径向速度和压力的分布对称性更好,流场更稳定,动能损失更小,由此证实了在单入口情况下,分离器流场的不对称性由入口效应所致。     

广东大鹏LNG接收站实施轻烃分离的可行性

介绍了国际上LNG冷能的利用现状,阐述了广东大鹏LNG接收站基于LNG化学组成和LNG冷能利用增设轻烃分离装置的必要性,指出了实现轻烃分离需要解决的技术问题:同时保证天然气管道在比较稳定的高压力下运行和轻烃分离装置稳定的进料量,确定了增设轻烃分离装置的原则.通过开展联合工艺研究和轻烃分离装置模拟计算,使轻烃分离装置和接收站都处于优化运行状态,不但解决了接收站气化外输量的波动对轻烃分离装置的影响问题,而且确保了广东大鹏LNG公司连续安全地向用户供应天然气.