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%。     

浅析电动风机的节能

1电动风机的调节风量节能对于流量变化较大的电动风机，应该进行风量的调节，因为减少’电动风机的风量可以减少电能损耗。但是，在实际生产中，有些电动风机经常是全速运转，有的用户甚至采用放空部分气流的办法来减少流量，浪费更为严重。调节电动风机的风量的办法很多，而理想、经济的方法是调节原电动机的转速来调节流量。如果用调节风门的办法，将送风风门开度关小，使风量减半，但是，此时管网阻力增大，电动风机的轴功率变化甚小，节电效果不明显。2电动风机的调速节能对于风量随时间变化较大的负载，采用调速的方法来改变电动风机的…     

基于数值仿真的蝶阀性能对比分析

以连续性方程、三维雷诺平均N-S方程和基于各向同性涡粘性理论的k-ε方程组成蝶阀内部流动数值模拟的控制方程组,并根据数值计算具体要求,设定出适当的边界条件,采用结构与非结构网格相结合有限体积法对控制方程组进行离散,应用CFD软件Fluent对双偏心蝶阀、单偏心蝶阀、桁架式蝶阀以及龟背式蝶阀进行内部三维湍流流动数值模拟的对比分析.通过对数值模拟结果的分析和对比,在获得蝶阀宏观性能曲线的基础上,分析其内部微观流场结构与宏观外部特性之间的关系.通过分析,桁架式蝶阀全开时的过流特性最优,双偏心蝶阀改善了阀门的动力特性和逆向自密封性,使它具有优良的调节特性和增加阀门的使用寿命.通过对比分析,获得四种蝶阀的性能以及各种蝶阀的特点,从而为蝶阀的设计和选用提供参考.     

不同负载状况下的风机调速问题

当风机需要调节风量、流量时通常用挡板或阀门进行调节，但节流功率损失大，这类机械一般都由异步电动机来拖动，采用交流电动机调速来调节风机的风量和流量，可以大大减小节流功率损失，达到节能的目的。风机运行时的负载状况（即风量随时间变化的曲线Ｑ＝ｆ（ｔ））是多...     

基于CFD动网格技术的三偏心蝶阀开启特性

为了分析三偏心蝶阀在开启过程中涡流与时间的关系,采用Fluent软件提供的计算方法,建立了基于三偏心蝶阀的二维物理模型,编写不同时刻的UDF函数,利用动网格技术及用户自定义函数对三偏心蝶阀开启过程出现的涡街现象进行数值模拟,得到了开启后不同时刻下的涡流速度和涡流长度.结果表明:在三偏心蝶阀刚开启的瞬间蝶阀的下流产生喉口效应,流体介质小开度下由于流阻较大,导致蝶阀的振动强烈,随着开度的增大,流阻急剧减小,蝶阀的振动逐渐减弱,导致三偏心蝶板边缘前后均产生强烈的涡流,下端出现了较明显的涡街效应,随着开启行程的增加,涡流速度不断减小,而涡流长度先增加后缓慢减小,最终消失.通过有限元分析法对蝶阀的流场进行了数值模拟,找到了涡街现象的形成和脱落的时间.此模拟为三偏心蝶阀设计、试验和使用提供了一种思路.     

基于STAR CCM+的轴流叶片弯掠对气动性能影响的研究

轴流叶片弯掠设计可以改善风机流场,优化轴流风机的气动性能。为了探究叶片弯掠设计对风机气动性能的影响,用控制曲线描述轴流风机翼型参数和弯掠值沿着叶高方向的变化,实现了轴流叶形的参数化。在STAR CCM+软件中建立CFD模型,对不同弯掠组合的轴流风机的气动性能进行数值模拟,对叶片表面静压分布以及风机静压-风量性能曲线进行了分析,讨论了轴流叶形弯掠设计对风机气动性能的影响,为轴流风机的优化提供了依据。     

液控蝶阀联动的混流泵机组启动过程数值模拟

为准确预测混流泵机组启动过程的瞬态特性,建立了具有液控蝶阀的某立式混流泵站全过流系统的三维几何模型,运用滑移网格法实现蝶阀的开启规律,结合三维非定常流动过渡过程研究手段,完成对混流泵机组启动过程数值计算,获得了机组启动过程外特性参数和若干测点静压值随时间的变化规律以及不同时刻内部流场瞬变特性.计算结果表明,机组启动过程最大反转转速为正向额定转速的0.16倍,水泵出口最高压力为额定值的1.26倍,均未超过允许值;机组处于泵工况转速趋于稳定时,泵段内水流流态和压力梯度变化受蝶阀开度影响明显,小开度时,泵段内压力梯度较大,最大压差为45.6 m,为额定扬程的1.62倍;高压水以射流的方式通过蝶阀从而在其出水侧产生回流,导致蝶阀两侧压差剧烈波动诱发阀体振动.     

导流罩长度对农用轴流风机性能的影响

通过三维激光扫描仪建立农用轴流风机几何模型,利用密闭风室试验测试数据验证数值模型的准确性,最后采用数值模拟研究了农用轴流风机导流罩长度变化对风机内外特性的影响。保持导流罩进口位置、圆角半径与扩散角不变,定义导流罩长度与叶顶轴向宽度的比值为K,K选取0.50、0.78、0.90、1.0、1.1、1.2、1.5、2.0,对7个不同进口静压工况点进行数值模拟。结果表明,K从0.50上升到1.0的过程中,风机风量和能效比提升明显;K取1.0~1.1时风机风量和能效比最高,相比K=0.78的原型风机提升约10%;K从1.1升至2.0的过程中,风量略有下降,能效比下降明显。利用Q准则对叶顶和外框区域的涡结构进行识别,发现随着K的增长,叶顶泄漏涡经历了分裂、衰减和再发展3个过程。K=1.0时能有效抑制叶顶泄漏涡的发展,最大程度降低叶顶涡的强度。导流罩的加长能明显减少外框涡的产生。     

负压谷物风选机设计与性能试验

根据风力清选的基本原理设计了负压谷物风选机,阐述了工作原理和整机结构.配置物料提升系统、管路系统、风量调节装置和风机,进行了空机性能试验和大豆、水稻的风选试验.空机性能试验结果表明,风选系统的气流流量利用率随着风门开度的增大而降低,且风选通道内的气流速度、气流流量与风门开度呈三次拟合函数关系;大豆、水稻的风选试验表明,当大豆、水稻进料速度分别为3.5、3.0 t/h时,大豆和水稻的风选试验适宜风门开度分别为0.6、0.4,理论计算风选系统气流流量分别为1 950、1 050 m3/h.     

葡萄园喷雾机风机蜗壳结构改进与性能试验

葡萄园风送式喷雾机采用离心风机对雾滴进行"二次雾化"和输送,但离心风机不同同心圆风速变化很大,风机功率不能有效利用。本研究选用的恒功率横流风机不满足风量置换原理,为使其达到喷雾机需求,对风机结构进行改进。同时,以参数β、d、α、L为改进后结构变量,以距离出风口150mm处风速值为测量目标,对风机进行单因素风速试验,并对β和d变化情况进行数值计算分析。由试验结果和数值分析可知:改进后风速最大提高61.5%,角度α对风速影响最大,长度L次之,角度β和长度d对风速影响不大。此结果可为风机结构改进提供理论依据。     

果园风送喷雾风力调控试验台设计及试验

目前，果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量，果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给，只有风力和药量均得到精确控制，才能实现果园对靶精准喷雾。为此，基于轴流风机设计了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度可独立调控的果园风送喷雾风力调控试验台，通过直流电机调速实现风机转速调节；进风口采用百叶结构，通过调节百叶倾斜角度实现进风口开度大小调节；出风口采用塔式结构，通过22路舵机控制出风口不同喷头位置处导流板倾斜角度独立调节，并基于C#语言开发了上位机界面。利用试验平台开展了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度独立调控风力变化特性试验，结果表明：出风口风速风量变化与风机转速和进风口面积调节呈正相关，出风口风速在垂直方向分布位置随导流板倾斜角度增加发生改变，同时分别建立了出风口最大风速与风机转速和进风口面积之间的关系模型。喷药过程中，可通过风机转速与导流板倾斜角度联合调节或进风口面积与导流板倾斜角度联合调节实现出风口风速风量在果树冠层垂直方向分布位置和大小调节。研究结果为实现根据果树冠层体积和枝叶稠密度变化进...     

背负式联合收割机‘风’的调整

1.风量的调整。通过改变风扇两端风量调节板的开度或改变风扇的转速进行调整。收割潮湿、高产作物要加大风量,以不吹出麦粒为原则;反之,减少风量,以保持籽粒清洁为准。     

基于CFD的蝶板结构改进设计及数值分析

为研究蝶阀阀板结构对阀门气蚀系数和流阻系数及阀门内部流动特性的影响,基于有限体积法和标准k-ε湍流模型,在不同开度(蝶板转角)下对梳齿形和楔形2种结构蝶板的蝶阀进行定常流动的三维数值模拟计算,获得阀门内部流场的速度场和压力场.比较分析阀门在不同工况下流道内部的速度分布、压力分布、速度流线图,得到速度对涡流形成及扩展的影响.结果表明:楔形蝶板的阀门流动更加平稳,在较大开度时流阻系数减小,流体对阀体和流道的冲击降低,蝶阀的流通能力提高;楔形蝶板阀的气蚀系数较梳齿形蝶板阀有所增大,抗气蚀的性能增强.研究结果为分析阀门内部受冲击状况提供了依据,为阀门优化设计提供了一定的借鉴.     

轻简型全喂入稻麦联合收获清选装置分析及设计要点探析

系统分析了目前稻麦联合收获中清选环节的研究现状,以4LZ— 1.0Q轻简型全喂入稻麦联合收割机清选装置设计为例,将清选分为凹筛控杂、匀料分层、风选轻杂、筛分长杂、籽粒积送和长杂推出六个步骤.并根据各步骤的工作目的,设计复合振动筛,合理配置离心风机风速、风量和风向,从而保证清选作业顺畅性、效率和清洁度.     

基于CFD的蝶板结构改进设计及数值分析

为研究蝶阀阀板结构对阀门气蚀系数和流阻系数及阀门内部流动特性的影响,基于有限体积法和标准k-ε湍流模型,在不同开度(蝶板转角)下对梳齿形和楔形2种结构蝶板的蝶阀进行定常流动的三维数值模拟计算,获得阀门内部流场的速度场和压力场.比较分析阀门在不同工况下流道内部的速度分布、压力分布、速度流线图,得到速度对涡流形成及扩展的影响.结果表明:楔形蝶板的阀门流动更加平稳,在较大开度时流阻系数减小,流体对阀体和流道的冲击降低,蝶阀的流通能力提高;楔形蝶板阀的气蚀系数较梳齿形蝶板阀有所增大,抗气蚀的性能增强.研究结果为分析阀门内部受冲击状况提供了依据,为阀门优化设计提供了一定的借鉴.     

蔬菜种子风力筛选机分离室气固两相流模拟与试验

分离室作为蔬菜种子风力筛选机的重要组成部分,其风机频率和风门开度对种子筛选分离的质量有着重要的影响。利用Fluent软件的RNG k-ε湍流模型和DPM离散相模型,仿真了物料在分离室中的运动过程。用多项式拟合法分析了仿真结果,获得工作参数(风机频率和风门开度)与清选性能(清洁率和损失率)的关系。在此基础上,对清洁率和损失率进行运算,得到清选效率,该指标全面综合地反映了不同工况下清选效果的优劣。由清选效率的三维图及其等值线图能够便捷地分析分离室的最优工作参数。通过以上方法,得到上海青种子、菠菜种子和小白菜种子最优工作参数。分别是风机频率35 Hz、风门开度75%;风机频率42 Hz、风门开度80%;风机频率36 Hz、风门开度80%,对应的清选效率分别是88%、84%和88%。设计实机验证试验,比较了不同工况下清选性能的仿真结果与试验结果,二者吻合度较高,证明了分离室气固两相流模型的可靠性。     

电控线性转板式气体流量调节阀结构设计与实验

提出了一种电控线性转板式流量调节阀(阀门通径DN50),阀芯开口采用专门设计的形状以实现开度与流量的线性关系,驱动系统采用减速步进电机以保证阀门开度的精度和重复性。采用面积割补法推导了阀芯曲线方程,设计了特殊的平面旋转密封结构,并采用数值模拟和实验验证相结合的方法进行了验证。理论计算和实验结果均表明设计的阀门线性相关系数大于0.99,不同开度的重复性实验表明,不同开度流量重复性优于0.26%,验证了该结构阀门的性能。     

面粉厂高压风机的有效节能方法——变频调速控制

面粉厂在生产过程中 ,由气力吸运系统提升物料 ,因此高压风机是必不可少的动力设备。根据工艺要求 ,风机风量控制应随物料流量的变化而相应变化 ,确保物料不堵不掉 ,以维持生产的正常运转。风量控制分恒速控制和调速控制两类 ,在相同工况下 ,调速控制能耗小得多。目前面粉厂普遍采用风门 (档板 )控制调节风量 ,即属于恒速控制 ,因此改变高压风机风量的控制方式 ,减少能耗 ,节约能源 ,提高经济效益 ,具有很大的潜力。     

基于回归Kriging代理模型的吸油烟机用多翼离心风机优化

为提高风机系统的最大风量来达到吸油烟机性能改善的目的,采用一种代理模型方法对多翼离心风机的叶轮进行优化设计.确定多翼离心风机的关键参数:叶片出口角β₂、叶片最大弯曲度f和叶片出口位置Δφ及其参数变化范围,利用最优拉丁超立方试验设计方法生成44组样本.结合高可信度的计算流体力学(CFD)构建能准确反映3个设计变量与最大风量之间关系的回归Kriging模型,利用遗传算法对其进行寻优,并采用最小化代理模型预测(MSP)的加点准则达到优化收敛条件.研究结果表明:构建的回归Kriging模型能准确反映设计参数与最大风量的映射关系.对最优的叶轮设计参数进行模型试验,显示优化后的叶轮使得油烟机最大风量提高了4.4%,并且在多个工况下风量和效率均有一定程度提高.     

双功能玉米联合收获机清选风机的研究

为解决双功能玉米联合收获机脱粒后的清选问题,设计一种离心式清选风机。在自制试验平台上进行玉米籽粒清选试验,以清洁率和损失率为试验指标,进行风机转速(900~1 200r/min)单因素清选性能试验;测试风机的风速和风量,验证设计的合理性。试验结果表明,随着风机转速的增大,清洁率先升高后降低,损失率、风速及风量逐渐增加;确定1 050r/min为风机最佳性能参数,其风机出口左、中、右三点风速平均值为:10.19m/s,8.9m/s,10.56m/s,清洁率平均值为97.62%,损失率平均值为1.59%,满足清选要求。