农产品物料高速切割粉碎流场数值模拟与试验

在分析高速切割粉碎机工作原理的基础上,基于CFD技术,应用Fluent软件及RNG k-ε湍流模型对粉碎过程进行流场数值模拟,分析了粉碎室内部流场的压力与速度分布,研究了叶轮叶片形状、刀片偏角、叶轮转速对流场的影响,并对切割粉碎区内物料的压力、运动速度、剪切应变率等性能参数进行分析,得出转子为直叶片式叶轮,刀片的偏转角度为2°时产生的切割粉碎流场最有利于切割粉碎,叶轮转速对各性能参数的影响呈线性关系.对不同特性物料的试验表明,该高速切割粉碎机物性适应性强、粉碎效果好.     

叶类物料湿法微细粉碎技术研究

通过对叶类物料的特性分析,探讨了叶类物料粉碎最有效的机理,并对高剪切均质机和受控切割机对叶类物料的粉碎机理和效果进行了对比实验.研究结果表明:采用受控切割技术对叶类物料进行受控切割粉碎,叶类物料能够得到更有效的粉碎.实验证明,先用高剪切机进行粗粉碎再采用受控切割进行粉碎效果更好.这就为叶类物料湿法粉碎提供了理论依据和实验基础,同时也为叶类物料湿法粉碎机技术的进一步研究设计提供了依据.     

切割叶轮对离心泵性能影响的数值模拟分析

基于CFD 计算软件Fluent ,对某低比转速离心泵在切割叶轮前后的内部流场进行了叶轮和蜗壳的耦合数值模拟。根据数值模拟的结果,预测了切割叶轮后离心泵的性能曲线,并分析了叶轮外径变化对泵内部流场的影响。分析表明：随着叶轮外径的减小,泵的扬程和轴功率都有所下降;效率在切割量较小时有所上升,随着外径的减小而下降。利用模拟结果得到的切割指数与已有的切割定律有所不同。叶轮外径变化后,叶轮进口处的静压分布基本未变,叶轮出口处及蜗壳内的压力分布出现了变化。     

基于影响锤片式粉碎机性能主要因素的分析与研究

锤片式粉碎机是农牧业机械的主要产品之一,其性能的优劣直接影响到物料的产量、质量及企业的经济效益。为此,分析了影响锤片式粉碎机生产率、度电产量、物料粒度等性能方面的诸多因素,并对粉碎室内物料流场及物料在筛片上的受力情况进行了较为详细的分析、研究。该结果为今后改进锤片式粉碎机的性能提供了理论及实验基础。     

基于高速摄像法粉碎机物料颗粒流场分布研究

物料分离过程颇为复杂,分离流道内高速运动物料颗粒流场分布情况的研究也鲜有报道。基于上述现状,使用高速摄像机对新型锤片式饲料粉碎机分离流道内物料颗粒的流场分布情况进行图像采集,并使用PIVlab软件对采集到的图像进行分析比较,找出了物料颗粒在流场中的分布规律,为锤片式粉碎机的进一步优化提供了理论参考。     

气液两相条件下含气率对高速离心泵的影响研究

为探究气液两相流中含气率对高速离心泵内部流场的变化规律,基于ANSYS CFX欧拉非均相流模型对高速离心泵进行气液两相数值模拟分析,研究高速离心泵在设计流量下不同含气率对其效率和扬程的变化规律、叶轮流道流场的演变过程、隔舌和叶轮圆周出口监测点压力脉动变化特征。结果表明:效率和扬程特性与含气率呈线性关系,含气率越大,效率与扬程就越低,对高速离心泵性能影响就越严重;气相体积分布从叶片吸力面逐渐向叶片后缘处迁移,在叶轮出口处大量聚集,含气率10%附近出现相态分离现象;在含气率条件下隔舌与叶轮出口监测点的时域在t=0.02 s时压力发生较大波动。各含气率下主要变化幅值均发生在叶频及其倍频处,当含气率高于5%时对隔舌和出口的压力脉动幅值影响较大,即含气率5%是影响高速离心泵压力脉动幅值变化快慢的临界点。高速离心泵比常规转速离心泵所承受的含气率范围更小。     

粉碎机分离装置气-固两相流研究——基于FlUENT

针对传统饲料粉碎机存在分离效率低的问题,提出了一种可实现单机上循环粉碎的新型物料分离原理的饲料粉碎机,该结构有效地破坏了环流层的影响。基于有限元思想,利用FLUENT软件对粉碎机分离装置内的气-固两相流场进行了数值模拟,获得了影响分离效率的重要因数,对物料分离效率及其影响因素的关系进行了分析。模拟分析与试验研究取得了较为一致的结果,为该粉碎机的设计及研究提供了一定理论根据。     

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。     

基于动静干涉的离心泵转速测量机理与实

离心泵叶轮和蜗壳的相对运动,使流体在叶轮和蜗壳内的流动相互干涉,从而引起周期性压力脉动.通过流场计算发现流体在蜗壳内沿叶片出口边绝对速度方向上出现明显的高速区域;通过对蜗壳内压力脉动的监测发现,叶轮每转过一周,蜗壳内的压力呈周期性波动,波峰和波谷的数量与叶片数相同.通过对压力的频谱特性分析,发现压力脉动的主频就是叶片通过频率.应用高频压力传感器测量泵出口法兰附近的压力,通过FFT变换发现测得的信号主频也是泵的叶片通过频率.根据离心泵内动静干涉引起的压力脉动的这一特征,将泵出口法兰处得到的压力脉动作为测量泵转速的原始信号,采用快速傅里叶变换技术对压力脉动信号进行后处理,得到的主频就是离心泵的叶片通过频率,应用该叶片通过频率可实现对泵转速的测量.     

锤片式粉碎机粉碎玉米秸秆机理分析与参数优化

对锤片式粉碎机粉碎玉米秸秆过程进行分析,并对其粉碎性能进行试验研究。借助高速摄像技术,得出玉米秸秆主要粉碎形式为:打击粉碎、撞击粉碎、搓擦粉碎,且在粉碎过程中打击粉碎与搓擦粉碎影响较大,并得出锤片末端线速度(主轴转速)、玉米秸秆含水率对锤片式粉碎机粉碎性能影响较大。在此基础上,以影响锤片式粉碎机粉碎性能的主要因素——主轴转速、含水率、筛孔直径为试验因素,以度电产量作为评价指标进行试验研究。试验结果表明,各因素对度电产量影响由大到小顺序为筛孔直径、含水率、主轴转速。选取筛孔直径6 mm、含水率10%~50%、主轴转速2 000~3 500 r/min,以度电产量最大为目标的参数优化试验表明:当含水率10%~32%时,主轴转速宜2 000 r/min;当含水率33%~50%时,主轴转速宜2 020~2 452 r/min,且随着含水率的增大而增大。