基于流固耦合的除杂风机应力应变及模态研究

叶轮是除杂风机的重要部件之一,叶轮在运行中的应力应变对除杂风机的安全运行有着重要的影响,而叶轮振动是风机的常见故障,所以流固耦合条件下的除杂风机叶轮变形及振动分析对甘蔗收获机除杂风机的安全有着重要的意义。为此,采用有限元分析软件Ansys Workbench对除杂风机叶轮进行了单向流固耦合计算分析,结果表明:叶轮在流固耦合作用下会发生弯曲扭振变形,最大应力分布在叶片与轮毂的交界处,最大应变分布在叶片外缘处;所设计的叶轮最大应力为21.48MPa,小于材料极限应力,而工作转速也远离振动转速,均满足工作要求。该研究为甘蔗收获机的除杂风机设计提供了参考。     

基于发电厂的风力发电机系统优化设

提出一种基于发电厂的风力发电机设计理念,以风电场年发电量和发电质量作为优化目标,采用伸缩式叶片结构,在低风速下伸展叶片以提高风机输出功率,在高风速下收缩叶片,结合变桨实现输出功率调节;将额定风速、伸展时最大叶片长度、收缩时最小叶片长度和叶片中心半径作为优化变量,建立风机系统优化模型,运用遗传算法获取风机最优设计参数。结合风机设计实例,验证了风机系统优化设计的可行性。     

基于发电厂的风力发电机系统优化设计

提出一种基于发电厂的风力发电机设计理念,以风电场年发电量和发电质量作为优化目标,采用伸缩式叶片结构,在低风速下伸展叶片以提高风机输出功率,在高风速下收缩叶片,结合变桨实现输出功率调节;将额定风速、伸展时最大叶片长度、收缩时最小叶片长度和叶片中心半径作为优化变量,建立风机系统优化模型,运用遗传算法获取风机最优设计参数.结合风机设计实例,验证了风机系统优化设计的可行性.     

风筛式清选装置离心风机气流场仿真分析

利用Gambit软件建立了四种风机模型。四叶片有倾角模型、四叶片无倾角模型、六叶片有倾角模型和六叶片无倾角模型,并通过FLUENT软件对四种模型风机内部气流场进行了数值模拟。模拟过程中滑移网格采用了非定常计算,通过改变风机叶片数和叶片倾角,讨论了风机叶片数和倾角对风机特性的影响。比较了四种模型下出风口中层沿风机轴方向的风速值,得出风机叶片数为六片且无倾角时,风速的变异性系数最小,即该层上横向气流分布相对比较均匀。     

MQ—600型气流辅助式喷杆弥雾机风机设计与试验

设计了用于MQ—600型气流辅助式喷杆弥雾机的轴流风机。根据气流辅助式喷杆弥雾机喷施作物冠层的末速度原则,确定风机的风量、风压和出流速度等参数;以此作为风机设计的依据,设计计算了轴流风机的比转数、轮毂比、外径、叶片各截面气流全压分布等关键参数,进行了风机叶片选型、叶片各截面处弦长和叶片数量计算。并对风机驱动系统进行了设计。根据设计结果加工了物理样机,并对其性能进行了试验研究,试验结果表明,风机转速1473r/min时,风助风筒出口风速32.1m/s, 出口风下方0.5m处风速8.6m/s,风机性能满足使用要求。     

花生除杂(清选)分级机的设计与研究

在花生的生产工作中,花生荚果的除杂与分级是一项重要的产后处理工作。为此,针对目前我国对花生除杂和分级机械研究缺乏的现状,设计了一种花生除杂(清选)分级机。工作时,采用基于重力和外形特点的花生荚果除杂(清选)技术与花生荚果分级技术,使其除杂分级后的花生荚果不仅除去了花生中的有机杂质和无机杂质,而且得到了不同尺寸的花生果。试验表明:当花生喂入量为1 000kg/h、风机风速为6～7m/s、除杂筛与水平夹角为24°～25°、导向螺旋螺距为160mm、分级筛筒转速为35r/min时,除杂和分级效果最佳,总体获得最优的结构参数配比。     

基于STAR CCM+的轴流叶片弯掠对气动性能影响的研究

轴流叶片弯掠设计可以改善风机流场,优化轴流风机的气动性能。为了探究叶片弯掠设计对风机气动性能的影响,用控制曲线描述轴流风机翼型参数和弯掠值沿着叶高方向的变化,实现了轴流叶形的参数化。在STAR CCM+软件中建立CFD模型,对不同弯掠组合的轴流风机的气动性能进行数值模拟,对叶片表面静压分布以及风机静压-风量性能曲线进行了分析,讨论了轴流叶形弯掠设计对风机气动性能的影响,为轴流风机的优化提供了依据。     

不同轴流叶轮角度的轴流式灭火风机气动性能试验与数值模拟研究

首先对3种不同叶片角度轴流式风力灭火机进行了气动性能试验,然后基于N-S方程和k-ε模型对设计工况下的轴流式灭火风机内部流动状态进行了数值模拟,得到内部中心剖面流场云图,并分析得出轴流式灭火风机在设计条件下的内部流动情况.数值分析得到的轴流式灭火风机性能曲线与气动性能试验获得的结果比较吻合,证明了数值模拟的有效性和准确性.最终得到轴流叶轮叶片数Z=6、叶片角度为38°的3号轴流式灭火风机气动性能和气动设计良好,可以用于以森林消防灭火为目的的轴流式风力灭火机的产品设计和批量化生产.     

高压静电吸附除杂的试验研究

在茶叶生产加工中,常会有一些杂质残留在其中,造成茶叶不纯的质量问题。为此,本研究应用了一种高压静电除杂装置,设计了一种静电除杂试验,以解决茶叶的质量问题。该装置通过高压静电发生器产生静电,使静电辊筒周围产生静电场,从而使杂质发生极化反应被吸附除去。对此装置中辊筒底部与底板的距离、电压的大小、给料振频、风机风量等参数,以及温度、湿度等外部条件作为杂质吸附率的影响因素进行试验分析。试验结果表明:辊筒底部与底板的距离为40 mm,电压的大小为27 kV,给料振频为42 Hz,风机风量为3 200 m~3/h,温度为28℃,湿度为30%时,除杂效果最好。     

秸秆物料除杂及气力输送系统的设计

针对目前我国用于固体成型燃料生产的农作物秸秆物料中杂质较多的问题,设计了一套除杂及气力输送系统。系统管道直径为50mm,风机进口风量为1．928m3/min,进料料仓容积为1．25m3,除杂装置的长度为1000mm,斜板和砂石承料仓与水平方向的夹角为30°,砂石承料仓容积为0．54m3。另外,选用旋转供料器位系统的供料装置作为下一步除杂试验平台搭建的数据基础。