谷物清选CFD-DEM耦合模拟研究

清选是收获机械中至关重要的过程,直接影响收获效率,通过对谷物清选的研究可以指导收获机械的设计,降低生产成本。为此,分析了国内外在谷物清选CFD-DEM耦合模拟技术的研究现状,发现现有的研究多局限在单一的CFD模拟和DEM模拟,这种方法不能够全面体现清选室中气流场、振动筛和物料的相互作用。CFD-DEM耦合模拟技术将气流场和振动筛分作为一个系统来研究,是未来谷物清选模拟研究的发展方向。     

禽蛋壳膜旋风式气流清选装置研究

为减轻废弃蛋壳对环境的污染,提高蛋壳和蛋膜的附加价值,提出了蛋壳蛋膜旋风式气流分选方式。首先,基于Fluent-EDEM耦合模拟研究了旋风式气流清选装置的清选筒直径、直筒段高度等结构参数对清选筒内的流场特性、颗粒轨迹、颗粒分布的影响;其次,根据仿真结果确定了清选筒的基本尺寸,搭建试验台,以筒顶结构、风机转速、喂料机转速和喂入量为试验因素,以蛋膜的清洁率和回收率为试验指标,进行壳膜清选试验;最后,通过正交试验、二次通用旋转组合试验和优化设计,得出了最优因素参数组合。仿真显示:清选筒内流场中心柱状区域速度大、且方向向上,外围速度低、且方向向下,升气管处气压最低,有利于壳膜的分选;增大清选筒筒径会造成蛋壳回流,筒径过小不利于蛋膜收集的清洁率;增加筒体高度导致筒内能量损失过大,蛋膜回收率较低,减小筒体高度导致筒内能量损失小,筒内气流速度较大,蛋膜分选的清洁率低。试验结果表明,锥形筒顶较平顶蛋膜回收率高;物料进口速度过大,则壳膜因离心力大贴着筒壁运动,达不到壳膜分选的效果;当喂入量500 g/s、风机转速2 892 r/min、喂料机转速918 r/min时,蛋膜回收率高于94%,蛋膜清洁率高于96%。验证试验与优化结果相近,优化结果可信。     

谷物清选装置研究现状及发展趋势

在谷物机械化收获中,清选损失是构成机械化收获损失的主要部分。清选装置的结构等参数都对损失产生重要影响,对清选装置的研究有助于降低损失,提高机械化收获效率。为此,从3个方面叙述了当前的研究动态：清选气流场的研究多采用实验与CFD模拟相结合的方法,省时且高效;在对脱出物的运动研究中,借助了仿真手段对不同脱出物运动做了模拟研究;在结构参数方面,对风机、曲柄转速和曲柄半径等做了实验研究。然而,这些研究没考虑物料的清选气流场模拟,物料运动模拟模型过于单一,没有表达出真实的运动情况,结构参数多集中在振动筛和风机的研究方面。因此,通过对研究现状的分析,得出了当前在谷物清选装置研究的不足之处,并指出了其以后的发展趋势。     

风筛式清选装置振动筛上物料运动CFD-DEM数值模拟

采用计算流体力学和颗粒离散元耦合的方法模拟风筛式清选装置中物料在筛面上的运动,并将模拟结果和试验结果进行了对比。仿真结果表明：在一定范围内风机出风口风速增加,物料后移速度增加,有助于提高振动筛的处理能力,但也会增加籽粒的损失;风速增加使籽粒在筛下分布后移,在15分区后籽粒数量很少。通过试验验证表明,利用CFD-DEM耦合对风筛式清选装置进行数值模拟是可行的。     

谷物联合收割机清选装置研究现状及发展趋势

谷物联合收割机的清选性能是影响整机作业性能的重要因素之一,对清选装置的研究有助于提高清选效率,降低清选损失率和含杂率。为此,通过从清选装置的结构、气流场、脱出物运动状态和清选试验等方面综述国内外谷物联合收割机清选装置的研究现状,提出了谷物联合收割机清选装置的发展趋势。     

基于EDEM-Fluent耦合胡麻清选装置过程模拟分析

针对胡麻分离清选过程高损失率、高含杂率问题,设计了风筛式胡麻清选装置.利用EDEM-Fluent耦合方法,对胡麻清选装置清选过程进行仿真分析,探究清选装置作业参数对胡麻籽粒含杂率和清选损失率的影响规律,确定最优的组合参数.基于清选装置气流场胡麻脱粒物料的运动分析,建立了胡麻清选装置简化模型;对风机风速、气流倾角、清选筛...     

基于流固耦合的绿豆清选装置数值模拟分析

针对绿豆收获清选过程中清选损失率高、籽粒含杂率高的问题,研发了一种双斜面风筛式绿豆清选装置。运用流固耦合仿真模拟绿豆清选过程,并开展了正交试验。同时运用二次回归方程分析和响应面分析等方法对相关试验因素对籽粒含杂率、清选损失率的影响进行了探究。进行了最优组合参数验证试验,试验结果表明,该参数组合符合性能指标要求,实物模型可用于后期田间试验。     

风筛式谷物清选模拟研究及参数讨论

为研究风筛式谷物清选装置工作原理及寻找最佳工作参数,采用EDEM软件与Fluent软件耦合的方法,对稻米与茎秆在风筛装置中的运动行为进行仿真,并通过统计稻米含杂率和损失率来衡量不同参数下风筛装置工作性能的好坏。结果表明:所设计的风筛装置可以完成稻米与茎秆的分离。通过对风速8、10、12 m/s的讨论,可以得出增大风速能减小含杂率,但会增大损失率;通过对筛面倾角0°、2°、4°的讨论,可以得出增大筛面倾角会导致含杂率和损失率均增大;通过对筛孔形状的讨论,可以得出选用方孔筛时清选效果更佳。综合考虑,风速为10m/s、方孔筛筛面倾角为0°时,得到稻米含杂率为0.33%,损失率为0.38%,为最佳工作参数。研究可为谷物清选装置参数优化提供一定参考。     

谷物联合收获机清选技术与装置研究进展

我国谷物联合收获机普遍存在作业性能和效率难以兼顾、适应性不强、信息化智能化程度较低等问题,清选装置作为联合收获机最核心的工作部件之一,直接影响着整机的作业性能。如何提高清选装置的性能和效率是现阶段谷物联合收获机技术发展的重点和难点。因此,本文从清选装置结构、清选装置内部气流场和物料运动及清选装置智能化技术等方面综述了国内外谷物联合收获机清选技术与装置的研究进展,分析阐述了联合收获机清选装置的发展趋势,以期进一步提高我国联合收获机清选装置的工作性能、作业效率和适应性。     

谷物联合收割机风筛式清选装置研究现状与发展趋势

谷物联合收割机风筛式清选装置直接影响整机的工作性能和谷物的收获质量,对清选装置的研究有助于提高机械化收获效率,降低损失率和含杂率。为此,通过从脱出物的运动状态、清选室内气流场、清选装置的结构和试验参数优化等方面,综述国内外谷物联合收割机风筛式清选装置的研究现状,并提出谷物联合收割机风筛式清选装置的发展趋势。     

谷物联合收获机清选装置疲劳寿命分析

以等强度设计思想为指导,以提高联合收获机清选装置疲劳寿命、延长使用功效为目标,运用刚柔耦合动力学分析、疲劳寿命分析、装配尺寸公差分析等方法,通过建立清选筛动力学模型,对影响联合收获机清选系统疲劳寿命的因素进行研究,获得影响清选装置主要零部件疲劳寿命的关键因素。提出一种清选系统疲劳寿命分析方法和优化设计方法,并通过试验验证了该分析方法的准确性,仿真与试验应力偏差在20%以内。     

气流清选谷物能力的基础研究

以开发高性能的茎秆和谷粒的清选分离装置为目的,改进传统式的茎秆、谷粒的清选分离方法。此种方法,由输送筛把脱粒装置排出的茎秆排到机外,利用上吹的气流,膨松茎秆层,分离清选散落的子粒。 本项研究是一种新的清选方法,具有实用价值的基础研究。用间歇式清选装置进行实验,弄清了茎秆层的运动和谷粒分离的关系,茎秆量、气流的作用次数和作用时间对清选性能的影响等,从而证实了本清选方法有效地分离了茎秆和谷粒。     

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。     

旋风分离型谷物清选器内流场数值模拟

介绍了一种利用CFD软件-Fluent进行旋风分离型谷物清选器内流场数值模拟的方法,采用雷诺应力模型(RSM)模拟了清选器内部气相流场,展示了清选器流场中对谷物清选影响最重要的模拟结果—压力、速度及其矢量分布.模拟结果分析发现:清选器内部气流的强旋流动,产生壁面附近的高压和低速、中心处的负压和高速,压力和速度的分布对谷物清选的影响是有利的.结果表明,运用CFD技术可以为清选器的改进设计提供可靠的理论依据.     

谷物联合收获机清选系统研究现状

现阶段国内谷物联合收获机在收获过程中由于清选系统结构配置、作业参数调整不当等而导致谷物机械化收获损失率及含杂率较高。国内外谷物联合收获机清选系统的研究主要集中在清选装置结构、关键部件、气流场分布及物料运动规律等方面,为解决谷物清选装置清选效率低、总损失率和含杂率高、结构复杂等问题,提高谷物联合收获机清选系统的作业效率和性能,逐步实现信息化和智能化,结合现阶段研究现状,对试验研究中所采用的Fluent、ADAMS、CFD-DEM等软件仿真结果和田间试验结果综合分析,提出谷物清选系统结构优化的发展趋势,以期为谷物联合收获机整机结构改进提供参考依据。     

双风道清选装置在谷物联合收获机上应用

介绍了由一个带双风道的离心风机和一层筛子组成的双风道清选装置在４ＬＺ－３．５谷物联合收获机上的应用。它与谷物联合收获机的传统风筛组合式清选装置相比，减少一层或二层筛子，简化传动机构。它与目前国外谷物联合收获机的双风道清选装置相比，减少一层筛子，省去预清器，简化了传动机构。黑龙江农垦农机鉴定站，对它进行了田间麦收测试。结果表明：喂入量４．０１ｋｇ／ｓ，小麦清洁率９９．１％，清选损失率０．１７％。     

惯性式谷物气流清选装置工作参数的最佳组合

文章利用球形系数计算了谷粒悬浮速度,用最优化方法计算了对惯性气流清选装置的主要参数,并经台架实验验证。实验研究的惯性气流清选装置具有生产率高、清选性能好、适应多种作物和筛子的尺寸可以很小等优点。     

新型谷物联合收割机清选机构的研究设计

对由离心风机、圆筒筛、径向风机组成的新型谷物联合收割机清选机构进行了改进设计。该机构的使用增强了谷物联合收割机收获不同时期作物时清选机构的适应性,并进一步提高了其清选性能。     

双风道清选装置在谷物联合收获机上的应用

介绍了由一个带双风道的离心风机和一层筛子组成的双风道清选装置在４ＬＺ－３．５谷物联合收获机上的应用。它与谷物联合收获机的传统风筛组合有选装置相比，减少一层或二层筛子，简化传动机构，它与目前国外化谷物联合收获机的双风道清选装置相比，减少一层筛子，省去预清器，简化了传动了机构。黑龙江农垦农机鉴定站，对它进行了田间麦收测试。结果表明：喂入量４．０１ｋｇ／ｓ，小麦清洁率９９．１％，清选损失率０．１７％。     

小型谷物清选机械的研制

近几年来,随着农业机械化事业的迅速发展,要求谷物种子质量均匀、尺寸一致。市场上的种子加工成套设备价格昂贵,这对于资金短缺的种子生产和经营单位来说,无疑是一个难题。为使小型种子生产和经营部门在不大量投入资金的情况下,又能解决谷物的清选问题,本人设计了一种谷物清选机,降低了成本,节约了能源,有利于谷物清选机的推广使用。