高效率新型打叶风分机的研制

现有风分设备单机风分效率最高约20%左右,达不到高效率高精度的风分要求。整线风分效率综合出片率一般比全叶率低1%～3%,风分的不彻底带来原料的损耗浪费,且降低风分后叶梗的纯净度。通过研制新型高效率风分机,采用多级风刀反抛,优化进出料结构及导风板,较大程度缩小风分过程设备能耗,提高风分效率。     

不同导流板位置对风分机仓内风场分布的影响

风分机是烟草行业生产中最重要的生产设备,它利用物料质量的不同,通过风力将物料分离,实现混合物料的区分。为研究不同导流板位置对风分机内部风场分布情况的影响,采用单因素水平设计,以不同的导流板位置为研究对象,通过计算流体动力学的方法对风分机内部流场进行仿真研究。得出导流板的最佳安装位置,大大改善了风分机内部风场分布,进而提高风分效果,为今后的研究提供参考。     

秸秆揉搓机物料抛送过程的理论分析与试验

针对揉搓机在抛料过程中存在的排料难、负荷大的问题,结合理论进行了抛料器主要工作参数的试验研究,对切碎物料进行了运动分析,并对抛料筒结构对抛送过程的影响进行了试验研究,建立了抛送叶板速度的数学模型。通过多次试验研究,确立了合理的抛料器结构参数。     

秸秆精粉再利用混合机研究

为了提高玉米秸秆及玉米芯的综合利用率,以秸秆精粉再利用混合机作为研究对象,对其主要工作部件螺旋搅拌机构和抛料装置参数进行设计及试验分析。结果表明:螺旋搅拌机构在保证搅拌效率的同时还要保证输送生产量、抛料装置在确保混合均匀度及抛送高度和抛送距离时,生产率要大于螺旋搅拌机构输送量,才能保证机器正常运转,不发生堵料现象。在试验基地按照相关标准和试验报告对物料的混合均匀以及整机生产率进行检验,均达到了预期设计目标。该机现场作业时,可一次性完成对物料的搅拌、混合及翻料,从而降低了劳动强度,提高了生产效率。     

叶片式抛送装置出料管内物料运动仿真与结构改进

为了提高叶片式抛送装置的输送效率、增加抛送距离,通过理论分析建立了出料管内物料运动的数学模型;基于此模型采用计算流体力学软件Fluent中的欧拉-拉格朗日法对抛送装置内气固两相流动进行数值仿真,并将仿真结果与高速摄像实测结果比较验证其可靠性;在分析了物料运动规律基础上,对出料管截面形状、出料直管段高度及弯管段形状的不同变化进行了对比模拟。研究结果表明:圆形截面出料管最合理,方形截面次之,矩形截面最不合理;出料直管高度的最佳取值区间为[500,1 000]mm;弯管上壁为两段圆弧结合较一段圆弧阿基米德螺线、对数螺线及水平轴抛物线等更有利于输送物料。     

基于Fluent的9R-40揉碎机内流场仿真与研究

锤片式揉碎机作为一种重要的秸秆饲料加工机械而被广泛地应用在饲料生产作业中。为研究揉碎机内部流场结构信息,运用计算流体力学软件Fluent对锤片式揉碎机内流场进行三维数值模拟,得到转子转速为2 800 r/min时揉碎机内流场的压力场结构信息和速度场结构信息。结果显示:气流高速区出现在抛送叶片的背风面,大小为60m/s;低速区出现在揉碎机转子中心处,大小为12m/s。压力最低区域在揉碎室与抛送室交界处锤架板之间转子中心附近,压力最高区域在锤片末端和抛送室下机壳内壁附近。揉碎室和抛送室交界处存在明显压降和紊流,有利于物料在气流的带动下从抛送室内抛出。抛送室区域存在涡流,且出料管处产生回流,容易造成物料堵塞,导致物料不易被抛出或二次揉碎,增加能耗。本研究通过对揉碎机内流场进行三维数值模拟,直观地显示其内部的静压力场和速度场结构信息;研究了物料在揉碎机内部的运动规律,为揉碎机流场结构优化提供了依据,继而为优化机具、提高整机效率提供理论基础。     

9R-40型揉碎机的改进与试验研究

本文揭示了农业物料揉碎的基本过程,通过对揉搓型揉碎机相关参变量之间单因数及正交试验研究,提出将揉碎室锤齿间隙沿喂入口至抛送口逐渐减小的方式,并在揉碎室内靠近抛送口处加装动、定刀片配合工作。经改进后的揉碎机较改进前生产率提高了46.3%,度电产量提高了10.4%,揉碎度上升了4.9个百分点。研究结果为探明该类型揉碎机的理论提供基础,也为今后揉碎机设计给出参考。     

叶片式抛送装置试验台的研制与试验研究

为了深入了解农业纤维物料的抛送机理,进而降低抛送装置的功耗,增加抛送距离,研制了不同外径、宽度、叶片倾角以及转速的叶片式抛送装置试验台。同时,对各种设计参数下叶片式抛送装置的气流流场、所消耗的功耗以及抛送距离进行了试验研究,为确定叶片式抛送装置最佳工作参数提供了依据。     

9QS-2.7型自走式青贮机抛送装置的设计

9QS-2.7型自走式青贮机抛送装置作为整机中的功能性部件,在青贮机作业过程中起着很关键的作用,其结构和参数的合理性是保证物料抛送顺畅、达到抛送高度和抛送距离的重要条件。本文概括分析了目前国内外使用较为普遍的抛送装置,结合9QS-2.7自走式青贮机的特点,根据多次的场地试验和对比设计出符合本机要求的抛送装置。     

长距离大运量气力输送系统的可行性研究

气力输送是一项利用气体输送固体颗粒的技术,迄今已有100多年的历史,被广泛应用于电力、建材、煤炭、化工和粮食等行业,其工作原理是物料经供料斗进入仓内,一定高度时,关闭进料阀,此时压缩空气由进气阀进入仓泵,使料和气混合形成料和气流,再打开出料阀,料和气流就可以经输送管道送到储料库。为了满足在生产实际中人们对气力输送系统的长距离、大运量化的要求,文章提出一种高输送压差,低气流速度同时伴有高固气混合比的气力输送优化方案,并介绍了这种新型气力输送方式的结构组成、性能特点。     

甘薯秧回收机抛送装置气固耦合模拟与试验优化

为解决甘薯秧回收机抛送功耗高的问题,同时提高抛送装置抛送性能及甘薯秧回收率,对回收机抛送装置的风机结构及工作参数进行优化设计。分析抛送装置甘薯秧动力学特性及功耗影响因素,应用CFD-DEM气固耦合法对抛送装置的输送过程进行数值模拟,揭示回收机内气流速度场分布和碎甘薯秧运动规律。以抛送装置比功耗、甘薯秧回收率、抛送速度为试验目标,风机转速、叶片数、叶片倾角为试验因素进行三因素三水平中心组合仿真优化试验并进行试验验证。优化试验结果表明：当风机转速为880r/min、叶片数为3、叶片倾角为7°时,抛送装置比功耗、甘薯秧回收率及抛送速度分别为718m2/s2、92.79%、5.96m/s。对比试验表明抛送装置优化改进后比功耗降低15.83%,甘薯秧回收率提高1.75%,抛送速度提高5.49%。     

W火焰锅炉燃用劣质煤的燃烧调整——以大唐华银株洲发电有限公司为例

针对煤源严重不足,对1025t/h W型火焰锅炉进行最大限度使用本地攸县劣质煤的掺烧调整试验.通过对一次风速、风温,送风量及二次风挡板,消旋叶片、乏气风挡板,以及入炉煤的混合掺烧方式等方面的调整和试验.使锅炉具备了掺烧75％攸县劣质煤的能力,适应煤种的能力大大增强.     

叶片式抛送装置噪声试验研究

叶片式抛送装置广泛应用于牧草加工、谷物脱粒及秸秆粉碎还田等机械中,噪声高是叶片式抛送装置实际应用时的主要问题之一。为此,采用试验方法,通过对空载和负载时叶片式抛送装置的噪声进行实测,并对噪声信号进行频谱分析,结果表明:空载和负载叶片式抛送装置的噪声信号频谱结构非常相似,主要噪声源均为气动噪声,且都是旋转噪声,机械振动噪声及不平衡引起的噪声对整机噪声贡献不大;加入物料后主频频率略有增大,除了出料口气动噪声降低外,其余各测点噪声增大。     

筒仓风送籼稻主要参数较优组合方案探讨

本文介绍自行设计的可变风量、风压的风机试验台,筒式风送干贮仓和斗式升运机,对筒仓风送籼稻的主要参数进行了正交择优试验,并作了统计分析。结论是:风机的风量8000m~3/h、风压853Pa、稻谷含杂率控制在2％以下、含水率13～14％、底板开孔率4.4％为筒仓仓底风送排粮较优参数组合方案;其风送残留量为零,功率消耗4.3kW,风送效率8t/h。这种较优参数组合方案,可供筒式风送干贮仓和方仓风送排粮设计参考。     

畜禽粪便高温快速发酵装备设计与试验

针对传统有机肥发酵方式设施设备简陋、效率低、能耗高、发酵不彻底且容易造成固液气环境二次污染的问题,设计了一种畜禽粪便高温快速发酵装备。简述了畜禽粪便全封闭快速自动化腐熟工艺流程及工作原理,对发酵装备的整机结构、发酵罐主体结构、搅拌系统等关键部件进行了设计、计算及有限元分析。结合发酵工艺要求,以含水率为55%的牛粪为原料,对罐体内物料温度分布及均匀性进行了试验分析,并对发酵产物进行了测试。试验与测试结果表明：在设备入料后第4天,罐体内物料平均温度为64.81℃,温度均匀性变异系数为1%;经发酵装备生产出的有机肥有机质质量分数为53.5%、总养分质量分数为5.36%、蛔虫卵死亡率为100%、粪大肠菌群数在2个/g以内,均达到国家有机肥料行业标准。     

秸秆后覆盖小麦播种机设计与试验

针对华北平原麦-玉两熟区,小麦在玉米秸秆覆盖地撒播易出现秸秆堵塞、麦种架空、晾籽等问题,利用正转旋耕抛土模型以形成土壤、秸秆顺序覆盖,设计了一种秸秆后覆盖小麦播种机,可一次完成旋耕、均匀撒播、覆土、覆盖秸秆、镇压等作业。旋耕刀采用对称螺旋线排列;通过抛土运动分析确定了被抛物料运动的最大高度为0.52 m,水平方向最大位移为0.79 m,并确定了导土板的位置参数;通过性能试验优选分种装置与水平方向夹角为35°,分种板间的距离为50 mm。在河北涿州试验站进行了整机田间试验,结果表明:正转旋耕装置能有效抛土、抛秸秆,避免秸秆、根茬堵塞分种装置,耕深稳定在148~152 mm内,耕深稳定性系数为95.5%,多功能行走轮滑移率约为5.3%,机具通过性能符合国家标准(GB/T 20865—2007)要求;机具作业后秸秆覆盖量平均为1.07 kg/m2,达到作业前秸秆覆盖量的80%;播深稳定在30~35 mm内,播深合格率为91.1%,不同位置幅宽内10 cm×25 cm矩形框内麦种数量稳定在29~30粒,符合农艺要求。     

果园多风管风送喷雾机风量调控系统设计与试验

目前国内大多数果园风送喷雾机多通过控制风机转速或出风口截面积调整风量,依据果树冠层特征实时变量调控风量的相关研究较少,针对上述问题,本文提出了一种基于果树冠层特征实时调整风量的单风机多风管旁路调风技术。分析对比了节流调风和旁路调风两方案风速调节能力和风场风速空间变化特性,旁路调风结构风速与蝶阀开度线性变化关系更明显,利于风量及风速的控制,因而选择旁路调风方案。该方案基于果树分割冠层层数设置相应数量的扇形出风口,构建了基于果树分割冠层特征的蝶阀开度模型,并依据该模型计算各出风口处蝶阀的理论开度,结合PID变量调控技术控制蝶阀实现各出风口风量实时调控进行变量喷雾。选择普通风送喷雾、自动对靶变量喷雾和变风量喷雾3种模式,以雾滴沉积量和药液飘逸损失为指标,对3种作业模式进行喷雾性能试验,试验结果表明：普通风送喷雾模式下农药飘移量及地面流失量最大;变风量喷雾表面冠层的沉积量比自动对靶风送喷雾模式提高了17.3%,变异系数降低了10.29个百分点,且果树冠层下、果树间的地面沉积量分别降低了26.1%和40.7%,飘移量相比于其他2种喷雾模式分别降低了69.9%和50.9%。     

仓储物料结拱及消除措施

料仓内的物料在出料过程中，有时会在出料口上方形成“料拱”——即“结拱”或者说“架桥”（图1）。料拱的形成是由于小颗粒物料之间的相互粘结或大块物料在出料时偶然连结所致。料拱是特别有害的因素，它不但破坏了料仓工作的可靠性，导致物料流动的中断，而且在破拱时物料塌下的瞬问还会对仓壁产生很大的压力。     

适用于免耕播种的叶片式抛送装置的数值模拟

为了揭示全秸秆覆盖地免耕播种机中叶片式抛送装置流场分布情况及出料直管处气流速度的影响因素,应用FLUENT软件对抛送装置进行了数值模拟,在原模型的基础上,对不同的叶片数、叶片直径、叶片倾角和叶轮转速进行对比模拟。模拟结果表明:壳体内气流速度沿叶轮径向方向由内向外逐渐升高,圆形壳体出料口处左侧的气流速度较右侧高;4叶片内部速度矢量及A截面的气流速度分布较叶片数3和5均匀;抛送叶轮转速越高、叶片直径越大,A截面气流速度越高;叶片后倾10°,更有利于秸秆物料抛送。     

散料与锥仓接触模拟

基于Drucker-Prager屈服准则与弹性力学问题有限元方法,以小麦为例建立了松散物料与某型号钢板锥仓的接触数学模型。在合理建模基础上解决了松散物料与锥仓接触时接触面上必须满足的位移条件、力的传递关系以及力与位移的关系。通过建立求解方程与计算程序,使用Lagrange乘子法与罚函数法相结合进行强制接触协调,获得了较精确的计算结果。结果表明,散料在锥仓中接触摩擦应力与接触状态相关,应力值较小,总接触应力主要表现为接触压力,压力从仓顶到仓底逐步增大且光滑过渡,表现为某种非线性关系。