种子风力筛选机分离室内气固两相流仿真与优化

分离室是种子风力筛选机的重要组成部分,对其室内气流和种子进行气固两相流仿真研究具有重要的工程意义。为此,利用Fluent软件中RNG k-ε湍流模型计算分离室内的气流场分布,在此基础上采用DPM(Discrete Phase Model)模型模拟分离室内饱满种子和轻质杂质运动状态。基于该分离室两相流模型,分析不同的种子喂入量、风门开度和离心风机频率对清选分级效果的影响,并通过正交仿真试验,计算最优工作参数。该研究可为基于气体动力学工作原理的农用机械优化设计提供参考。     

筛选机的结构振动模态测试试验

为了检验筛选机筛箱的刚度以及确定原型机的设计是否达到应有的效果,设计了手动锤击和自动振动两种模态测试试验方法。通过简便易行的试验方法测得了筛选机的各阶固有频率,由测振系统动态显示的振型图确定了筛箱结构的薄弱部位,为对筛选机的结构进行动态修改提供依据。     

粮食分选系统中筛选机的动态模拟刚度设计

针对粮食分选系统中筛选机工作可靠性差、寿命低等问题,进行了直线筛选机筛箱系统的动态模拟仿真设计,建立了筛箱的有限元仿真模型,得出了筛箱系统的各阶固有频率及振型.同时,通过模拟仿真分析结果来检验筛箱刚度,找出导致结构快速破坏的共振频率,确定筛箱结构改进的方案,为提高筛选机寿命及优化筛箱结构设计提供了依据.     

关于风力振动清选分离筛的优化设计

风力振动清选分离筛被广泛地应用于小麦联合收割机、花生脱壳机等农作物收获及加工机械中 ,是清选分离装置的一个重要组成部分。但本人发现目前有许多风力振动清选分离筛整个筛片上的筛孔出风角 (鱼鳞开角 )是同一数值 ,如图 1角α。这一点从理论分析及实际应用来看 ,其功效都未达最佳效果 ,也就是说 ,其设计未达优化 ,针对这一点 ,本人作如下分析 ,与同仁们商酌。图 1　风力清选分离筛结构和工作原理示意图　　 1 理论分析风力振动清选分离筛的工作原理 :在风力作用下 ,利用混合物中各种不同物质之间重力与浮力的不同达到清选效果 ;利用风…     

四层筛式花椒筛选机设计与试验

针对二层及三层筛式花椒筛选机筛选摆动频率、筛净率及筛选效率低等问题,设计了四层筛式花椒筛选机,利用顶层筛与第2层筛连接、第3层筛与底层筛连接,两套连接装置由偏心轮驱动和连杆牵引摆动时互为反向运动,从而减小摆动不平衡力矩,提升筛选最高摆动频率。开展了整机结构与关键部件设计,机架及四层筛的振动模态仿真,分析了机架与筛面稳定性、摆动机构参数、筛面倾角与摆角,进行了筛选稳定性和筛选性能试验。结果表明：筛选机机架、顶层筛、第2层筛、第3层筛和底层筛的1阶振动频率分别为9.7、9.9、11.7、9.3、9.4Hz,整机固有振动频率约为11.8Hz;筛选频率越高则最大喂入量和筛选效率越大;筛选机摆角为2.77°、顶层及底层筛倾角分别为6.95°和8.12°时,最优筛选频率为9.0Hz,最大喂入量达792kg/h,筛选效率为559kg/h,花椒壳筛净率和损失率分别为98.1%和3.1%,花椒籽筛净率和损失率分别为94.1%和4.2%。     

圆盘雾化器风力性能数值模拟与试验

采用试验与计算机模拟相结合方法,研究了圆盘雾化器最佳工作转速,不同转速下圆盘雾化器的气流速度场,并进行试验验证。结果显示,圆盘雾化器在选定的叶轮下,最佳工作转速为1 400 r/min;圆盘雾化器气流速度场基本呈轴对称形状,气流速度以一定的扩散角在中心平面内扩散,而且气流速度沿中心线逐步衰减;模拟值与试验值相关性较好。     

自吸式离心泵气液分离室容积的分析研究

分析了自吸式离心泵气液分离室对泵自吸性能的影响，并根据诸多不同比转速，不同参数自吸式离心泵气液分离室容积的成熟经验，给出不同比转速下自吸泵气液分离室容积的大体取值范围。     

基于CFD-DEM的收获机分离室内谷物运动模拟与试验

采用计算流体力学与离散元耦合的方法对割前摘脱稻麦联合收获机惯性分离室内谷物的运动进行数值模拟。仿真结果表明:籽粒和短茎秆在气流作用下能够实现分离,分离室入口气体速度增加,有助于提高分离室初清选谷物的性能,但入口气体速度增加使得分离室后部气体湍流现象加重,且能耗也随之增加;不饱满籽粒能在分离室内实现沉降。对仿真结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM对分离室内谷物运动进行数值模拟是可行的。     

对风力提水泵的试验与评述

本文通过对我国现使用的几种风力提水泵的试验,就其在运动形式、扭矩、轴功率、流量、效率、转速、空载功率消耗、使用状况等参数和情况进行了分析与评述,并就风力提水泵的有关问题提出了几点粗浅的看法.     

侧深施肥装置三通管气固两相流仿真与试验

为探究气吹式侧深施肥装置三通管不同结构特征对气流和肥料颗粒运动的影响,通过理论分析,设计气流入口与出口轴线垂直的a型三通管、气流入口与出口轴线呈45°夹角的b型三通管、气流入口与出口同轴的c型三通管。在三通管内径为28 mm、通入气流速度为16.4 m/s、肥料颗粒流量为20 g/s的条件下,采用CFD-EDM耦合方式对不同管道内气流、压力、颗粒运动状态进行仿真分析。结果表明：气流经a、b、c三种类型三通管产生不同的流动效果,进而影响肥料颗粒运动特性,颗粒最大运动速度分别为1.99 m/s、2.94 m/s、2.07 m/s,期间颗粒产生最大碰撞力分别为0.05 N、0.13 N、0.34 N。通过验证试验对比表明,采用b型管侧深施肥装置排肥稳定性变异系数为0.81,肥料破损率为0.72%,施肥过程中无肥料堵塞。     

鲜切果蔬包装机输送机构仿真与试验

针对鲜切果蔬包装机输送机构作业时包装物料损伤和滑移的问题,分析了输送机构对包装盒压缩变形原理,通过PET包装盒的压缩试验,得到了包装盒及盒内的果蔬产品避免造成机械损伤的条件,PET包装盒压缩位移应在10 mm以内,包装机输送机构压缩力应在5~15 N之间。采用参数化建模,通过有限元仿真分析了输送机构对包装盒压缩变形的过程及机理,分析了包装盒的易损伤位置及原因。根据压缩试验及仿真分析,以滑移率为指标,进行正交试验,确定最佳参数组合:包装盒质量为19 g,立式输送带对包装盒的压缩位移为8 mm,输送带速度为0.25 m/s,在包装盒及鲜切果蔬不压缩受损的同时PET包装盒和输送机构有较好的输送同步性。     

大白菜种子收获分离清选装置设计与试验

针对大白菜种子机械化收获时滚筒脱出物各组分农艺形态差异大、物理特性复杂等问题,设计了一种由内流式圆筒筛（内置螺旋输送器）、横流吸杂风机等组成的分离清选装置。阐述了该装置的结构组成和工作原理,通过理论分析确定了其关键部件的结构与工作参数。选取圆筒筛转速、内螺旋输送器转速和横流风机转速为试验因素,以含杂率和损失率为性能指标,结合单因素试验结果,开展正交试验,采用综合评分法优化得到了装置最佳工作参数组合并进行了试验验证。结果表明：影响装置清选性能指标的试验因素由大到小为：横流风机转速、圆筒筛转速、内螺旋输送器转速,装置的最优参数组合为：圆筒筛转速70r/min、内螺旋输送器转速200r/min、横流风机转速700r/min。在该参数组合下进行了性能验证试验,试验结果为含杂率2.75%,损失率0.62%,满足行业相关标准要求。     

玉米种子实时检测分选装置设计与试验

针对我国玉米种子人工分选效率低、错分率高、缺少自动检测分选装置等问题,设计了一种玉米种子实时检测分选装置。该装置由进料单元、检测单元、分选单元和控制系统组成。下位机采用MSP430,与上位机实时通信,并控制分选执行机构,上位机采用Matlab 2014b软件对玉米种子图像进行实时处理,并输出识别结果。为了便于采集玉米种子图像,设计了种子分离机构。根据霉变玉米种子与正常玉米种子表面颜色的差异,设计了一种基于HSV颜色空间划分的玉米种子识别算法,并提出了一种玉米种子排序策略,实现了玉米种子的精确分选。该装置对单幅图像的采集和处理时间约为0.7 s,分选速率最高为680粒/min,霉变玉米种子识别准确率为100%,裝置总体分选准确率不低于94%。该装置实现了从玉米种子进料到分选的全自动化,能够对霉变玉米种子进行实时检测和分选。     

全自动整排蔬菜嫁接机嫁接夹输送机构设计与试验

为了提高蔬菜嫁接机的工作效率,对穴盘苗全自动整排嫁接机加以研究,基于嫁接夹固定嫁接苗的方法,设计了适用于整排苗同时嫁接的嫁接夹输送机构。该机构由嫁接夹自动排序供夹机构、嫁接夹输送台、直线运动机构3部分组成,可在一个工作循环中输送5个嫁接夹以及同时固定一排嫁接苗。整个机构通过振动盘完成嫁接夹的自动定向排序;由气缸驱动实现自动供夹;利用步进电动机驱动的直线机构完成嫁接夹的自动输送;应用气缸和气爪驱动控制嫁接夹的夹口状态,并完成5株嫁接苗的同步固定。对机构进行试验研究,确定了其性能参数,试验结果表明,嫁接夹输送机构一个工作循环用时约12.5 s,供夹成功率达到94.7%,嫁接苗切口固定成功率为92%,可以满足整排嫁接技术的需要。     

茄果类蔬菜嫁接装置设计与试验

为解决茄果类蔬菜手工嫁接工效低、成活率低及现有设备不适合我国育苗生产模式等问题,基于贴接法嫁接工艺,采用水平上苗固定夹持和水平对接方式,以及直线式滑切原理,开发茄果类蔬菜嫁接机,可实现单人快速作业。试验表明:秧苗切削角度为25°时,在滑切角度为40°、切削速度为0.14m/s、切刀厚度为0.20mm条件下,秧苗切削合格率为100%,满足嫁接技术要求。该机平均生产效率为512株/h,是手工作业的4.5倍;嫁接成功率为98.5%,嫁接苗成活率为99.5%,与手工相比分别提高了3%和8%。其嫁接质量和生产效率显著提高,能够满足工厂化嫁接育苗的生产需求。     

气力式水稻穴盘成型机气流分配室流场仿真与优化设计

合理的气流分配室结构是气力式水稻穴盘成型机正常工作的前提条件。为了保证气流分配室具有均匀的流场结构,生产出合格的穴盘,以气体控制方程为理论依据,利用FLUENT软件对气流分配室内气流场进行了仿真分析。结合正交试验设计和数值模拟技术,以腔体厚度、通气孔直径和底角为影响因素,速度不均匀系数为评价指标,对气流场进行了单因素和正交模拟仿真试验,结果表明各因素对试验结果影响的主次顺序为配气腔体厚度、通气孔直径、底角;当腔体厚度、通气孔直径和底角分别为110 mm、15 mm和0°时,气流分配室流场均匀性较理想,此时速度不均匀系数为11.37%。试验结果表明,仿真结果与实测结果的平均相对误差为1.59%,双侧相关系数为0.028,存在显著相关关系;穴盘生产成型率为92.3%,穴孔质量和底面厚度的变异系数分别为10.2%和9.81%,满足穴盘生产要求。     

单人工上苗式半自动蔬菜嫁接机关键机构设计与试验

半自动嫁接机价格低、适用蔬菜种类广,但其生产能力相对低。为简化操作、提高嫁接效率,设计一种单人工补给砧木和接穗苗的贴接式半自动蔬菜嫁接机。嫁接机关键部件包括砧穗木夹持旋转机构、旋转持苗防回转机构、切削机构等;其中,旋转持苗防回转机构采用了双棘轮反向止动,实现单电机驱动双轴间歇反向旋转,保证上苗和夹持工序有序配合;确定了砧穗木上苗位、夹持、切削、嫁接工位的较优布局,可实现单人工同时上砧、穗木苗。对南瓜和丝瓜穴盘苗进行嫁接试验表明:嫁接成功率达到89%,与人工相近;嫁接效率达到846.3株/h,是人工嫁接效率的3.3倍,证明该单人工上苗操作的贴接式嫁接机满足工厂化嫁接作业要求。     

花生捡拾收获机三风系风选系统流场数值模拟与试验

受复杂作业环境影响,轴流式花生捡拾收获机的风选过程存在风选损失率高、含杂率高等问题,通过开展不同条件下的数值仿真试验,分析了4种颗粒的速度、位移及轨迹变化情况,确立了由横流风机、主离心风机、副离心风机组配的三风系风选系统的工作参数及其范围,并基于Box-Behnken的中心组合设计理论,以横流风机转速、吸秧高度、吸杂高度三因素作为影响因子,开展响应面试验研究,分析各因素对风选损失率和含杂率的影响并对影响因素进行优化。试验结果表明:风选损失率影响由大到小为吸杂高度、横流风机转速、吸秧高度;含杂率影响由大到小为横流风机转速、吸杂高度、吸秧高度,求解的最优参数组合为:横流风机转速1 508 r/min、吸秧高度181 mm、吸杂高度211 mm,对应的风选损失率为1.52%、含杂率为1.01%,比优化前分别降低了1.42、1.26个百分点。