组合式轴流装置谷物流运动分析——基于高速摄像技术

基于高速摄像技术对组合式轴流装置脱分空间的自由籽粒、短茎秆和中长茎秆的运动状况进行了观察与数据采集,得出它们的运动轨迹和速度图,并进行分析.通过对谷物流的整体运动进行观察和分析,为建模与仿真研究奠定了基础.     

组合式轴流装置稻谷运动仿真及高速摄像验

根据运动学原理,建立了螺旋叶片板齿组合式轴流装置中稻谷的运动模型.通过计算机仿真得到了谷物运动的切向速度、轴向速度、绝对速度随时间的变化规律.谷物运动中的切向速度大于轴向速度,切向速度是构成绝对速度的主导因素,并利用高速摄像进行了验证,验证结果表明理论仿真结果与试验相一致.     

组合式轴流装置稻谷脱出物的分布规律

对组合式轴流装置脱出物沿轴向分布规律进行了试验研究,结果表明:脱出物沿轴线方向分布不均匀,总体上先增加而后减少,在距喂入口0.9～1.6m区间有一个高峰值;同时,对脱出物分布规律在滚筒转速、喂入量、顶距不同条件下进行了试验研究,结果表明:各参数对脱出物沿轴向分布趋势无影响,脱出物高峰值与滚筒转速、喂入量、顶距成正比.     

组合式轴流脱分装置应力模型仿真研究

为了揭示组合式轴流脱分装置稻谷脱分过程中应力分布规律,以螺旋叶片板齿组合式轴流脱粒与分离装置为研究对象,采用应力原理建立应力模型,通过仿真技术获得了应力分布规律。试验表明:稻谷脱分过程中的应力在轴线方向上有上下波动的趋势,且变化是不均匀的;在变化的过程中出现了两个高峰值,分别是在脱离滚筒的前期和中期阶段;脱分过程结束是在稻谷喂入端沿着轴线方向2.35m左右的距离处。     

轴流脱粒与分离装置试验台的设计

为了促进科研单位与生产用户对轴流收获技术的了解与应用，结合国内外同类技术研究经验，研制了轴流脱粒与分离装置试验台。该试验台可进行多种脱粒形式的试验与研究。     

轴流脱粒与分离装置脱粒过程的高速摄像分析

以螺旋叶片、板齿组合式轴流脱粒与分离装置为研究对象,借助高速摄像技术对稻谷的脱粒过程和脱粒后籽粒的运动方式进行了观察,通过观察分析可知,籽粒在脱粒部件梳刷、冲击、碰撞及物料之间相互搓擦的作用下,从枝梗上分离下来,期间稻穗呈环扣状,籽粒以环扣为中心向四周散射.稻谷进入脱粒空间后迅速形成薄层.并在脱粒部件和导向叶片的联合作用下,旋转向前涌动.当稻谷层受到冲击和梳刷作用时,瞬间被压缩,随之被抛离,呈蓬松状态,使被脱下的籽粒有机会穿过蓬松茎秆层分离出去.     

燕麦脱粒组合式轴流滚筒设计与试验

针对我国燕麦机械化收获时杂余含量高和未脱净严重的问题,在分析了现有谷物收获机脱粒装置结构的基础上,提出了一种适用于裸粒型燕麦的脱粒方案,设计了一种燕麦脱粒组合式轴流滚筒,并在实验室搭建了燕麦脱粒试验台.选取影响装置脱粒性能的3个关键因素(主滚筒转速、脱粒间隙、喂入量)为研究对象,在预试验的基础上对3个关键因素的参数组合...     

轴流脱分装置脱出物下落过程的高速摄像分析

以螺旋叶片板齿组合式轴流脱粒与分离装置为研究对象,借助高速摄像技术,对稻谷脱下物的下落过程和脱出物中籽粒与轻杂物的运动方式进行了观察.通过对图片的观察分析表明,脱出物从凹板排出后做加速向下的抛物线运动.其中,籽粒的运动规律较好,多数籽粒的运动轨迹是抛物线,并作加速运动;轻杂物的运动不稳定,受气流等外界条件影响较大,多数轻杂物运动轨迹是不规则曲线,运动中速度波动较大.     

不同滚筒转速轴流装置籽粒运动和碰撞对比分析

借助高速摄像技术,对钉齿式轴流脱粒与分离装置在不同滚筒转速条件下自由籽粒运动过程和碰撞过程进行了对比试验研究,得出滚筒转速变化时自由籽粒的运动规律和自由籽粒与钉齿碰撞后的运动规律。结果表明：滚筒转速增加,自由籽粒的运动速度随之增大,多数自由籽粒处于中速运动状态,受钉齿碰撞后呈加速运动趋势。     

基于Fluent的膜秆分离装置的数值模拟

为了达到有效分离地膜的目的,研究了场地膜秆分离装置内流场的压力分布和速度分布,获得适合场地膜秆分离装置的进料口的尺寸,为场地膜秆分离装置的结构设计和优化提供了比较重要的理论依据。建立场地膜秆分离装置初始模型,采用Ansys里的Fluent模块对其腔体内流场的压力分布和速度分布进行了数值模拟,并对比分析所得的结果。结果表明:当进料口为无角度送料、腔体横截面长度为1 300 mm、腔体横截面宽度为1 0 0 0 mm时,腔体流场的压力分布总体均匀,下落粗棉杆和细棉杆的范围相对较大;当进料口为无角度送料、腔体横截面长度为1 300mm、腔体横截面宽度为1 000mm时,为合理工况,利于分离出地膜。     

基于Creo Parametric的新型防堵装置运动仿真

结合被动式防堵装置和动力驱动式防堵装置的优缺点,开发了一种新型的滑板压秆旋切式防堵装置,并分析了该防堵装置的结构和工作原理。同时,采用Creo Parametric软件建立了三维几何模型,并通过Creo Parametric软件的机构模块对关键部件进行了干涉和运动仿真分析。通过分析确保该装置各部件之间不存在干涉,并得到其关键部件旋切平面刀端点的速度、速度X方向分量、速度Y方向分量及加速度、加速度X方向分量和加速度Y方向分量随时间的变化规律,旨在为滑板压秆旋切式防堵装置的结构优化提供科学依据。     

基于CFD-DEM的集排式分肥装置颗粒运动数值分析

为研究气力集排式分肥装置中肥料颗粒的流动特性,本文通过离散元法与计算流体动力学耦合仿真的方法进行分肥装置颗粒运动数值分析。在气固耦合模型中,使用EDEM软件模拟固相肥料颗粒,Fluent软件描述气体相。通过研究分配器旋盖锥角和波纹管直径对气流压力、风速及肥料颗粒运动特性的影响,确定分肥装置最佳结构参数,并基于该结构进一步研究入口风速和施肥速率对分肥装置分肥均匀性的影响。模拟仿真和台架试验结果表明:分配器旋盖锥角为120°、波纹管直径为80 mm时,气流和肥料两相在分肥装置中流动性和均匀性最优。在入口风速为25～35 m/s,施肥速率为0. 26～0. 44 kg/s条件下,分肥装置各行施肥量的变异系数均不大于4. 9%,对不同种类肥料的分配精确性和均匀性满足施肥作业要求。     

基于Fluent的液体静压球轴承温度特性分析

以某型超精密机床为研究对象,对其主轴轴承系统进行了温度分布及特性研究。基于流体力学特性与传热学理论,建立液体静压球轴承的有限元模型,利用Fluent软件,分析液体静压球轴承的温度分布情况,并探究在不同入口压力及主轴转速条件下液体静压球轴承的温度变化规律。分析结果表明:主轴的转速与入口压力对轴承的温升变化在一定范围内是正相关的。为提高超精密机床主轴轴承的精度提供了理论依据。     

基于Fluent的固定床生物质气化炉冷态压力场研究

以下吸式固定床生物质气化炉物理模型为研究对象,应用流体仿真软件Fluent,对冷态气化炉在单、双层气化剂配风工况下的床层压力场进行仿真研究。通过气化炉多点测压实验,对仿真结果进行验证。利用欧拉-拉格朗日方法分析气化炉冷态流场分布特性,根据伯努利方程说明气化炉床层压力场的变化原因。结果表明,仿真与实验结果的误差值在2.5%以内,气化剂配风工况的变化改变了炉内流场,双层气化剂配风使氧化层压力场平均值为14.98kPa,高于单层配风工况,且轴向压力分布均匀。     

谷物联合收获机清选装置疲劳寿命分析

以等强度设计思想为指导,以提高联合收获机清选装置疲劳寿命、延长使用功效为目标,运用刚柔耦合动力学分析、疲劳寿命分析、装配尺寸公差分析等方法,通过建立清选筛动力学模型,对影响联合收获机清选系统疲劳寿命的因素进行研究,获得影响清选装置主要零部件疲劳寿命的关键因素。提出一种清选系统疲劳寿命分析方法和优化设计方法,并通过试验验证了该分析方法的准确性,仿真与试验应力偏差在20%以内。     

基于介电特性的联合收获机小麦含水率检测装置研究

谷物水分的快速测量对谷物准确测产、粮食快速收储、精准农业实施具有重要意义。针对联合收获机动态作业条件下小麦水分检测稳定性差、测量精度低等问题,基于小麦介电特性原理,设计一种联合收获机水分在线检测装置,提出一种动态连续取样、静态间歇测量的新方法,实现了联合收获机作业条件下,在线快速稳定检测小麦含水率。在线检测装置由机械动态取样部分、电机控制模块、传感器模块、数据采集模块、卫星定位模块和显示终端组成。其中传感器模块包括水分传感器、温度传感器和料位传感器。开展了静态验证试验和田间动态验证试验。试验结果表明,静态条件下,含水率在线检测误差在3%以内;在田间动态变化条件下,建立了基于介电常数和温度因子的水分检测模型,实测值和检测值相关系数达到0.92,在线检测误差小于5%。采用动态连续采样、静态间歇测量的方法显著提高了含水率在线检测的精度,为实现小麦精准生产提供了一种快速测量手段。     

谷物脱粒运动试验系统设计—基于数字散斑相关方法

针对目前杂粮机械化收获过程中因茎秆缠绕堵塞影响脱粒性能的问题,基于数字散斑相关方法设计了谷物脱粒运动试验系统.系统由脱粒试验装置和测试系统组成,可进行单脱粒滚筒脱粒性能试验和双脱粒滚筒脱粒性能试验及脱粒运动分析.脱粒运动试验表明:物料在两脱粒滚筒间的上部运动方向无规律、一级脱粒滚筒脱出的长茎秆过多造成了脱粒运动堵塞.试...