基于空气动力学谷物清选技术的研究进展

空气动力系统是谷物清选设备的重要组成部分。分析汇总了空气动力学技术在谷物清选中的应用及研究进展,并指出了未来的发展方向,旨在为空气动力学谷物清选技术的应用与发展提供帮助。为实现谷物清选目标,不同清选场合采用相应的清选方式,然而气流特性及谷物的颗粒特性对基于空气动力学谷物清选的清选效果影响显著。当谷物颗粒特性变动范围一定、清选设备机构调节量及喂料量不变时,细数谷物清选效率的影响因素,其中,空气动力场的分布形式、均匀性及稳定性对谷物清选效果有直接影响。谷物清选工作中,弄清空气动力场中气流稳定性、均匀性的分布规律及影响因素,厘清谷物分级质量作用机理,保证空气动力系统的均匀性、稳定性与整个清选系统的匹配性成为谷物高效分选的关键。     

物料空气动力学特性测试装置的设计和试制

一、前言 农业物料的空气动力学特性与脱出物的清选和分离,物料的气流输送和谷粒的气流播种等问题密切相关。为了脱出物的清选和分离,必须根据这些混杂物各自的临界速度和清粮室的结构来确定所需的风速。而在气流输送或气流播种中,物料的空气动力学特性也是决定机器性能的主要依据。     

基于DEM-CFD耦合的谷物清选模拟研究

为研究谷物及其杂质在风选装置内的运动特性,降低清选作业中谷物的含杂率、夹带损失率,同时保证谷物的清选率,采用DEM-CFD耦合方法模拟了不同风速及气流倾斜角下谷物的清选过程,并结合空气动力学,分析了谷物及其杂质在流场中的运动状态及分离机理。通过分析不同参数下的仿真结果表明:水平气流速度为5 m/s时,谷物平均含杂率为10.575%,夹带损失率仅为0.066%;随着水平气流速度增大,气流水平作用力P增大,物料飞行系数增加,水平方向位移随之增大。水平气流速度设置为9 m/s时,谷物平均含杂率降低为0.307%,夹带损失率升至1.275%。将气流角度由水平改为倾斜10°时,物料的飞行系数变大,谷物平均含杂率有所下降,而夹带损失率升高。     

气流清选原理在脱粒机上的应用

气流清选分离装置在工业上已实现了标准化，而在农业上的应用还处于试验阶段，在生产效率为２ｔ／ｈ的脱粒机上试验表明，具有中央吊桶的气流清选筒，是气流清选装置中结构最简单、清选效果较好的一种，其籽粒清洁率完全可以达到国家标准≥９８％的要求。本文提出了气流清选筒设计的新思路，并分析了这种型式的清选筒清选效果好的原因，指出，简化结构，合理配置清选筒内各部气流速度，减少涡流，是提高清选质量的主要途径。     

气吸式花生壳仁清选装置仿真分析与试验

针对花生脱壳后花生仁与花生壳分离不彻底的问题,设计出一款负压风机-筛网组合清选装置.对影响清选效果的因素进行全面分析,排除了影响其作业效果的不可控因素,同时对重复影响清选效果的因素进行了梳理和分析,确定了影响清选的主要因素:含水率、辊筒转速、风机转速,并根据样机设计了花生脱壳试验.为分析气流在清选室内的分布特性及对仁-...     

农用离心风扇特性测定和设计方法的探讨

一、研究的目的气流在农业和牧付业机械上的运用已日渐广泛,它借助于农业材料的空气动力学的特性进行分离,如清选粮,甚至土豆与土壤的分离,也有用气流运输谷物、茎稈、糠粕、棉花和粉状物等,用气流作为清进和运输的手段具有以下一些突出的优点:设备构造简单,使用维修方便,气流在转向方面有很大的适应性等等,因此它在新颖农业机具上的出现是日益增多了,但是产生气流的风扇无论在国外或我国结合农业上使用的特殊要求的研究都很少。即使农业机械的研究已有多年历史的国家在设计象谷物收获机械等上的     

核桃物料空气动力学特性与风选分离装置试验

[目的]为了提高核桃分离装置的清选性能,研究核桃物料空气动力学特性,本研究设计了一种核桃风选分离装置.[方法]以新新2核桃为试验对象,首先对正常核桃与空瘪核桃的空气动力学特性进行理论分析,获得其悬浮速度,然后设计了核桃风选分离装置,并对风机进行选型计算,确定风机型号和转速范围,最终对该装置进行正交试验,确定其较优参数组...     

基于CFD-DEM耦合的核桃壳仁混合物负压风选仿真研究

在核桃精深加工过程中,风选法可以实现核桃壳仁混合物料高效无损地分离。为了研究不同等级的核桃壳仁颗粒在气流场中的分选效果,本文设计一种负压垂直气流风选装置,采用计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的方法对风选过程进行仿真模拟,引用清选率与损失率量化风选效果。结果表明:当进料量一定,进风口风速19 m/s时,二分之一壳仁混合物料清选率达到96.5%,损失率仅为0.41%,分选效果最佳;进风口风速为17 m/s时,四分之一壳仁混合物料清选率为94.8%,损失率为0.8%,分选效果较为理想;进风口风速为16 m/s时,八分之一壳仁混合物物料清选率为92%,损失率为1.22%,风选效果较为合理。研究表明在垂直风道里,核桃壳的流动速度围绕某一固定值上下波动,核桃仁沉降速度随着颗粒浓度增加而减小并逐渐趋于稳定。     

大豆联合收获机清选装置与关键技术研究进展

清选装置是大豆联合收获机完成脱粒混合物清选分离的主要设备,其工作性能决定大豆机收的清选作业水平。目前,中国专用于大豆机收的清选装置较少,联合收获机主要采用筛子-气流式清选装置,但该类清选装置与大豆特性的匹配性较低,导致大豆机收清选损失率和含杂率较大。从清选装置与关键技术2个方面综述大豆联合收获机清选装置的研究现状,结合当今世界联合收获机清选装置的先进技术进行总结,分析现阶段中国大豆机收清选装置研究的不足之处,并展望大豆联合收获机清选装置的发展趋势。     

基于Fluent的风筛式清选室气流场的仿真

丘陵山区适用的小型半喂入联合收割机结构紧凑,对清选效率的要求高,而气流场对于风筛式清选装置清选性能有重要影响,因此研究整个清选室的气流场分布规律,有利于进一步提高收割机的清选效率。为获得清选室气流分布规律,采用正交试验方法进行设计。针对4LBZ-105型半喂入联合收割机风筛式清选室的特点,运用Creo软件建立了清选室型腔计算域模型,利用ICEM CFD软件进行了网格划分,通过Fluent软件对离心风机风速、吸引风机风速、离心风机倾角、百叶窗筛夹角4个参数变化时的清选室气流场进行了三维数值仿真。根据仿真试验结果,分析这4个参数对气流场的影响规律,得到杂质有效分离的参数:离心风机风速为12m/s,吸引风机风速为6m/s,离心风机倾角为25°,百叶窗筛夹角为40°。     

谷物清选机构主要参数优化设计试验研究

在现有气流振动筛选谷物清选机构使用条件一定的情况下，选择影响清选工作质量的4个主要运动学参数，即振动频率、加速度大小和加速度方向角以及气流速度作为设计变量，通过回归正交设计和台架试验的方法建立了清选工作质量与4个设计变量之间的数学模型，并通过优化设计求出这4个设计变量的最优配合方案。     

玉米果穗发育的维管束特性研究

为了从微观角度探讨玉米优良自交系选育中出现短苞叶品种的原因,研究了短苞叶自交系139号与1号的雌穗轴和苞叶的维管束特性。结果表明:139号苞叶的单个维管束面积与其韧皮部的面积大于1号的,但在维管束数量上则小于1号。139号雌穗轴的单个维管束面积与其韧皮部面积却小于1号,但在数量上要多于1号。就上述结果从物质运输方面分析了139号苞叶与穗轴发育失调的原因。     

散粒物料气流干燥中的传热特性

对散粒物料气流干燥中气固两相间的传热特性进行了研究。结果表明，在本实验范围内（干物质流量／干空气流量＜０．４５），颗粒浓度对传热系数无量明显影响。单颗粒静态条件下努塞尔数与雷诺数，普朗特数的关联式能够较好地反映颗粒作等速运动时传热系数的变化规律。当颗粒作加速运动时，气固间的努塞尔数较大。通过大量的数据分析，将努塞尔数同气固相对雷诺数和傅立叶数相关联，得到了预测传热系数的经验关联式。     

基于EDEM-Fluent的荞麦旋风分离清选装置研究

【目的】设计适合荞麦清选的旋风分离清选装置,为提高我国荞麦的机械化收获水平提供支持。【方法】以“西农9979”品种荞麦为试验对象,测定荞麦和籽粒的主要物料特性,采用 EDEM-Fluent 耦合的仿真方法,对旋风分离筒不同截面的气流速度云图和荞麦籽粒在旋风分离筒内的运动进行分析,并对清选的清洁率和损失率进行仿真。【结果】Fluent仿真分析表明,旋风分离筒轴向气流对称性较好,基本不受入口位置的影响,中心轴处气流速度约为10 m/s,筒壁周围的气流速度约为5 m/s。喂入口位于分离筒上部时,在径向截面处的喂入口气流速度和分离筒内筒壁周围的气流速度相同,可能造成荞麦籽粒的大量损失。EDEM仿真分析表明,旋风分离筒喂入口位于上部、中部和下部时,清洁率分别为99.50%,98.80%和98.28%,损失率分别为8.456%,0.433%和0.260%。根据仿真结果,选择喂入口位于旋风分离筒中部,台架验证试验结果表明,所设计荞麦旋风分离筒的平均清洁率为94.78%,平均损失率为1.67%,可以较好地实现荞麦的分离和清选。【结论】所设计荞麦旋风分离清选装置可以满足荞麦旋风分离清选的需要。     

小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50～80 r/min、离心风机转速为1 700～1 900 r/min时,清洁率为95.0%～98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。     

联合收割机清选系统卷翼型风扇

谷物联合收割机上的清选风扇多为平直叶片式 ,外形采用简易矩形结构 (切角或不切角 )。该结构风扇由于叶片形式所存在的问题 ,在实际使用中气流有较大的撞击损失 ,而且噪音大 ,清选损失大。针对市场需求的实际情况 ,约翰·迪尔佳联收获机械有限公司开发了一种卷翼型清选风扇。这种风扇能够吸入大量气流 ,并产生较高的气流速度和均匀的气流分布 ,增强了清选效果 ,经试验各项指标明显优于目前联合收割机上使用的平直叶片式风扇。1　结构及原理该风扇主要由导风板、风扇窝壳、卷翼型风扇叶片、风扇幅盘等组成 (参见图 1)图 1　卷翼型风扇结构示…     

小区小麦联合收获机清选系统的仿真分析

采用FLUENT软件对小区小麦联合收获机清选筒内部气相流场和颗粒的运动状况进行了三维数值仿真模拟,利用RNGk-ε方程模拟其中的气相流场,利用DPM模型模拟小麦颗粒和颖壳在清选筒中的运动.通过改变清选筒入口位置、入口大小和喂入速度3个因素,对其分离效率进行对比分析,结果表明:3个因素对清选系统分离效率影响程度的主次顺序依次是入口位置、入口大小、喂入速度;以入口位置395mm、喂入速度9m·s-1、入口大小65mm×100mm确定的清选系统清选效果较好.     

用垂直气流清选水稻种子的初步试验

本文介绍了垂直双风道气流法清选装置对小区水稻种子进行清选的试验结果,并通过对试验数据的综合分析,得出了风道气流速度、水稻品种、生产率等因素与清选净度、损失率、分离不清度等性能指标之间的关系。可供设计这一装置重合理选择上述参数的参考。     

基于气固耦合理论的胡麻脱粒物料分离清选过程模拟与试验

为进一步明确和提升胡麻脱粒物料分离清选机作业性能,研究胡麻脱粒物料各组分在分离清选过程中的运移规律及特性,采用计算流体力学与离散元耦合的方法对作业装置内胡麻脱粒物料的分离清选过程进行了数值模拟。仿真结果表明:胡麻脱粒物料各组分在气流场作用下能够表现出分离清选效果,同时获得了胡麻籽粒在分离清选系统整体区域内数量、平均速度的变化曲线。结合气固耦合流线分布,探明了胡麻脱粒物料各组分不同区域内随时间的数量变化规律,探知了胡麻脱粒物料各组分不同区域内随时间的运动轨迹与平均速度变化趋势。由验证试验结果得出,胡麻脱粒物料分离清选作业机籽粒清洁率为92.66%、夹带总损失率为1.58%,与仿真模拟结果相比,两者试验结果分别仅相差1.34%与0.93%,试验结果与仿真过程基本一致,表明采用气固耦合理论与方法模拟研究胡麻脱粒物料分离清选作业性能是可行的。     

低损伤玉米种子脱粒机整机结构设计

设计了一种利用筛选与负压气流风选相结合、对差速式玉米种子脱粒装置脱下的玉米种子进行清选的新机型。与同类机型相比,该机具有生产效率适中、脱粒质量与清选效果好等优点。