热泵烘房结构及参数优化仿真设计

为解决热泵烘房干燥过程中存在的产品品质不稳定、干燥效率低等问题,借助计算流体动力学（CFD）仿真软件进行了基于烘房内气流分布的数值模拟,分析了速度分布均匀性问题,并通过改进烘房结构及速度参数开展模拟仿真与分析。结果表明：空载条件下,设置导流板倾斜角度为15°时,烘房内的气流分布效果较好;设置排风风速为6m/s时气流均匀性效果较好,且对比得出排风速度对烘房内气流的影响最大;加载条件下,选择排风速度为6m/s时可以较好地适应烘房干燥作业;排风速度为6m/s、导流板倾斜角为15°组合下可以使气流分布更均匀。     

腐熟剂喷施装置出料部件数值模拟

基于离散元法的基本方法,采用Hertz—Mindlin接触模型,运用EDEM软件对腐熟剂喷施装置出料部件工作过程进行模拟仿真,分析不同螺旋升角、螺旋转速、出料口径对出料过程的影响。仿真结果表明,在其他条件一定的情况下,螺旋升角越大出料量越少;螺旋转速越高出料量越少;出料口径从7mm开始每减少1mm,出料量呈成倍减少趋势。得出螺旋升角为10°,螺旋转速为300r/min,出料口径为7mm时出料效果理想。     

饲料膨化机模孔几何参数理论分析

饲料膨化机模孔几何参数对产品质量和膨化机生产率有显著影响,目前常用经验方法确定其具体数值.本文利用动量定理推导出模孔径长比、物料与模孔壁间摩擦因数和模孔两端压强差三者间理论关系式,并以模孔为圆形的EXT系列膨化机为例,说明了理论关系式在实际生产中的应用.     

基于EDEM的平养育雏喂料装置设计与试验

育雏饲养将直接影响着雏禽的生长发育、成活率、成年禽的生产性能等,因此这一阶段的饲养管理是养好家禽的关键.针对平养环境下育雏饲料的自动喂料装置进行研究,采用离散元仿真和台架试验相结合的方法,以平均喂料量和在地面上的落料状态为评价指标,在行进速度为0.25 m/s下,研究槽轮转速和出料口角度对喂料均匀性和育雏料在地面上的落...     

出风道参数对冷藏集装箱温度场的影响

结合货物多孔介质理论,建立了装有荔枝货物的保鲜集装箱三维数值模型。考虑荔枝货物及箱体物理特性,通过改变出风道风速、开孔面积和位置对制冷过程中集装箱内空气和货物温度的变化进行了数值分析,获得了箱内温度场分布特性。研究结果表明,提高出风道风速、增大开孔面积,可以促进箱内空气降温速度,并提高货物表面的温度分布均匀性;货物降温速度随出风道风速增大而增大,而与开孔面积关系不明显;出风道开孔位置对箱内空气降温速度影响不大,集中开孔形式下的货物温度降幅较其他开孔形式小。经试验验证,模拟结果与试验结果吻合较好,空气温度变化平均误差为5.05%、均方根误差为5.95%;温度分布平均误差为14.04%、均方根误差为16.48%,证明了模型的准确性。     

推动式蛋鸡饲料投放机的设计与试验

为了解决蛋鸡养殖过 程中手工投放饲料时造成的饲料不均匀问题,该研究设计了一款推动式蛋鸡饲料投放机。棘轮机构具有防逆转功能,使用手摇棘轮机构可以实现饲料桶高度准确调控。立架横梁上有等距离孔,储料桶可以悬挂在不同位置的孔上以实现横向位置调节。根据匀料器尺寸计算出饲养员最高移动速度。出料机构采用了可视化设计及导杆结构,具有调节速度快且准确的特点。做了提升测试试验,结果显示转动力约为饲料重量的22%。进行了饲料投放试验研究,结果显示实测值与理论值之间有一定的误差,误差值达到10%,测量误差是影响该误差值的一个主要因素,推动速度也影响着误差,速度偏慢通过间隙漏下的饲料就偏多,反之就偏少。本研究的设备能够使投放的饲料均匀化,能够较好的减轻饲养员的劳动强度,在家庭农场蛋鸡养殖鸡舍进行了试用,该设备能够替代饲料手工投放操作。     

小型单螺杆挤压膨化机加工豆粕的初步研究

通过对现有的小型单螺杆挤压膨化机的改进及试验,实现了对豆粕蛋白的组织化加工。同时,分析了挤压膨化机的主轴转速、出料模板的长径比、模板间隙和原料的含水率,得出各参数对豆粕蛋白组织化加工的影响。试验结果表明：豆粕的不同含水率对组织化蛋白的性能影响较大,在含水率为30％～40％时,豆粕的组织化效果较好;螺杆转速、长径比、模板间隙等均影响组织化加工效果;应用小型单螺杆挤压膨化机进行豆粕蛋白组织化加工可行。     

基于COMSOL的发动机排气歧管气流冲蚀特性分析

以某发动机排气歧管为研究对象,基于有限元仿真软件COMSOLMultiphysics对管内气流流动特性以及三种冲蚀模型下的冲蚀速率进行仿真分析,从气流对排气歧管内壁面冲蚀的角度进行强度分析。仿真结果表明,发动机尾气在排气歧管弯管外侧速度最小,弯管内侧速度最大达到180m/s;出口速度分布均匀性分析结果表明,距弯管越远均匀性越好,可获得更好的尾气过滤效果;冲蚀分布云图表明,冲蚀区域主要发生在排气歧管弯管外侧,集中在中心轴线两侧;Finnie冲蚀模型表现出更高的冲蚀速率,DNV冲蚀模型最低,为不同冲蚀模型的应用提供了一定参考。     

基于正交试验的窝眼式蔬菜播种机播种性能试验

为探索2 BS-4型电动蔬菜播种机最佳播种工艺,考核播种机对不同蔬菜品种的适应性,采用正交试验的方法,选取播种机槽轮孔数、槽轮传动比、油门开度(速度)为主要因素,采用L9(34)正交表设计了9种试验方案,研究了所选主要因素对播种均匀性评价指标的影响规律,得出较优方案组合.通过对播种机基本结构的分析及建立播种量数学模型,...     

基于CFD-DEM的饲料调质器物料运动模拟与试验

为探究饲料调质器中物料的运动规律和黏结状态,基于CFD-DEM耦合的方法对调质器的工作过程进行仿真建模和作业参数优化。耦合模型建立方法：采用Pro/E三维软件建立调质器结构模型;利用Gambit软件对其进行网格划分,利用Fluent中的RNG k-ε湍流模型作为流体模型;利用离散元软件EDEM中的Hertz-Mindlin with bonding模型建立饲料原料湿黏模型,并对两种模型进行边界参数和耦合参数等设定。以桨叶安装角、调质轴转速、填充率为试验因素,以调质器出料量为评价指标,按照三因素五水平正交旋转组合试验设计方法进行试验研究。利用Design-Expert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法,建立了3个因素对调质器作业评价指标影响的数学模型,对调质器模型作业参数优化并进行了试验验证。结果表明,各因素对调质器出料量的影响显著性由大到小依次为填充率、调质轴转速、桨叶安装角;最佳作业参数组合方案为：桨叶安装角38.49°、调质轴转速182.2r/min、填充率58.4%,此时调质器出料量较高,生产率为13.1g/s。     

料仓进料方式对螺旋输送机出料量影响

为研究料仓进料方式对单螺旋加料机性能的影响,基于螺旋输送理论,采用EDEM离散元仿真软件,建立了具有分料装置的螺旋加料机模型,以5.5 mm直径大豆颗粒分别在60,120 r/min下进行了螺旋加料过程数值仿真试验,计算得到了2种进料方式在2种速度下螺旋输送机的能耗,比较了两者出料量的区别,并进行了颗粒群运动形态轨迹分析.数值分析得到:动态进料方式输送时,机构初始能耗低且能耗增加缓慢,单圈出料量相对于理论出料量波动范围小且平均出料量数值和理论数值接近,颗粒运动形态较单一且颗粒之间的相对作用较少.静态进料方式输送时,料仓中物料堆积较多,机构初始能耗大,颗粒相互作用频繁使得颗粒运动形态复杂.该研究为螺旋加料机的进料方式提供了理论和数值仿真依据.     

基于Abaqus的缺口圆盘刀开沟作业有限元仿真及分析

为分析免耕播种机破茬开沟部件开沟作业时圆盘刀与土壤之间的相互作用情况,在Abaqus有限元分析软件中建立了圆盘刀——土壤侵彻的三维动态有限元模型,在Explicit动态显示模块下进行仿真试验分析。搭建了基于室内土槽的圆盘刀牵引平台,通过土槽试验对有限元模型的正确性、有效性进行验证,结果表明:该有限元模型能准确模拟圆盘刀在土壤上进行开肥沟作业的过程。选取机组前进速度、圆盘刀入土深度和圆盘刀刀面与前进方向之间偏角等作为试验因素进行基于上述有限元仿真的正交试验,得到各因素及其一阶交互作用对模型中肥沟深度和宽度的影响规律。同时得到:在机组前进速度为1.67 m/s、圆盘刀入土深度为12cm、圆盘刀面偏角为6°时,破茬开沟部件所开肥沟质量最佳。     

基于EDEM的茶叶杀青机滚筒的结构参数设计

为高效合理地对滚筒式杀青机的滚筒进行结构设计,缩短产品研发周期、节约设计成本,以某型号滚筒杀青机为研究对象,对茶叶在滚筒中的运动情况进行分析;对杀青机滚筒的内部结构进行参数设计。通过离散元软件EDEM对滚筒的杀青过程和出料过程进行仿真分析,仿真结果表明,导叶板高度为130 mm,升角为10°时,茶叶的受热更均匀,杀青效果更好;当出料板数量为4,出料转速为20 r/min时,更便于茶叶的平稳出料。     

膨化剥皮脱粒机械

GCI(W-55)型双螺杆万能膨化机由北京金地三福有限公司生产(地址:北京市通州区徐辛庄工业开发区,邮编101119,电话010-89568656)。该机可生产φ0.5mm～φ16mm范围内的各种沉性、浮性、半浮性膨化水产饲料及各种形状的宠物饲料,物料配方含油脂30%以上也不影响膨化效果,无原料种类限制,物料的糊化度在98%以上。玉米膨化后体积可增大5倍以上,容重可在150kg/m~3以内。易损件使用寿命2万h以上,只要更换部件即可一机多用。生产率1t/h～1.5t/h,主机功     

导种环槽U型孔组合型轮式前胡排种器设计与试验

为推进中草药前胡全程机械化生产,解决前胡种植环节无适用播种装置问题,设计一种导种环槽U型孔组合轮式排种器。阐述播种装置及排种器的结构和工作原理,依据前胡种子的外形特征及主要物理力学参数,分析得出排种器关键结构参数及工作参数,构建充种和排种过程中前胡种子颗粒群的力学模型。应用离散元软件EDEM对排种器的排种性能进行仿真优化试验,研究U型孔深度、U型孔宽度和导种环槽倾角对平均播种量和排种均匀性变异系数的影响,采用Box-Behnken响应面优化法进行三因素三水平正交仿真试验,得到U型孔深度为4.65 mm、U型孔宽度为13.63 mm、导种环槽倾角为47.01°时,平均播种量和排种均匀性变异系数分别为0.199 g/s和12.37%。以排种轮转速、种层初始充填高度为试验因素,以行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数为试验指标,进行供种性能两因素五水平二次回归正交旋转组合台架试验。台架优化试验结果表明,排种轮转速为25.69 r/min、种层初始充填高度为46.70 mm时,行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数分别为18.62%、...     

基于ADAMS的RC-5.5型揉草机的建模与仿真

通过模拟RC-5.5型揉草机的运动过程,研究了用仿真软件进行机械设计的可行性。应用ADAMS软件建立了RC-5.5型揉草机仿真模型,通过动态仿真,模拟实际工作状态,得到揉草机的运动参数。另外,通过仿真得出草的运动轨迹和速度变化曲线,经分析得出了揉草机的切草速度和切草长度等参数。分析结果与设计要求相符,说明利用ADAMS软件进行农业机械的设计是可行的。     

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。     

微咸水膜孔沟灌土壤水盐分布与灌水质量分析

通过田间试验,研究了微咸水膜孔沟灌下流量和开孔率对土壤水盐分布和灌水质量的影响。结果表明,田面水流推进时间和距离符合幂函数分布,流量和开孔率对水流推进速度影响较大;膜孔沟灌通过降低水分蒸发,抑制盐分表聚,有效调节了土壤水盐分布,总体上,对0~40cm土层盐分具有明显淋洗作用;灌水效率Ea随开孔率的增大而增大,随流量的变化不明显;灌水均匀度Ed随流量的增大而减小,随开孔率的增大而减小;脱盐效率Es随开孔率的增大先增大后减小,随流量的变化不明显;通过方差分析对灌水质量影响因素进行排序,初步得出试验区适宜的膜孔沟灌优化灌水技术组合。     

热风加热装置出风板加热均匀性仿真研究

本文以一种地热再生热风加热装置出风板为研究对象,利用FLUENT软件对出风板网孔的不同结构参数进行仿真研究,对比分析出风口温度场的加热均匀性与孔径、相邻孔间距以及孔面积占比的变化规律。结果表明,随孔径增大、孔间距减小,出风温度均匀性变差;孔面积占比为1.5%～3%时加热均匀性较好,为实际工程中热风加热机设计提供依据。     

基于带式烘干机的循环风机频率对料层表面风速场分布的模拟及试验

带式烘干机在水产饲料的生产加工过程中至关重要,而烘干机中的循环风机作为烘干气流的"动力来源",一方面影响着饲料表面气流风速大小,另一方面影响着饲料表面气流风速分布的均匀性。最终影响烘干效率和能耗。首先基于计算流体力学模拟三种不同循环风机频率下烘干机中的气流分布,并且在烘干机试验平台测出料层表面九个点的气流速度,与模拟结果进行对比分析。对比分析结果表明,三种循环风机频率下的料层表面九个点的风速模拟值与风速试验值分布趋势基本一致,且风速模拟值均大于风速试验值。当循环风机频率一定,风速模拟值较风速试验值大17%～37%。而循环风机的频率变化影响着烘干机内部气流分布,循环风机频率每增加5Hz,对应点的风速模拟值增加20%,对应点的风速试验值增加17%,但是饲料层表面风速分布的均匀性有所下降。另外,当循环风机频率保持不变,上层饲料表面的风速值小于下层饲料表面的风速值,且上层饲料表面风速值变化幅度小于下层饲料表面。