离散元模拟外槽轮排肥器排量分析

排肥装置作为免耕播种机的重要组成部分,其排肥性能直接影响播种的出苗率、作物的长势及粮食的产量。为得到外槽轮排肥器不同槽轮工作长度的单位圆周排出质量和质量流率,本文采用离散元软件,对外槽轮排肥器转速为35r/min,槽轮工作长度为15、30、55mm时的排肥过程进行了模拟。模拟结果表明:外槽轮工作长度为15、30、55mm时,单位圆周排出质量分别为0.036 9、0.069 4、0.135 5kg/r;质量流率分别为0.0215、0.0405、0.0790kg/s。     

玉米秸秆接触物理参数测定与离散元仿真标定

为提高离散元方法模拟玉米秸秆揉碎过程的准确性,试验测定玉米秸秆与揉碎机锤片、玉米秸秆与玉米秸秆的接触参数。以径向堆积角相对误差值为评价指标,应用正交方法标定玉米秸秆离散元仿真需要输入的接触参数。结果表明:玉米秸秆与揉碎机锤片碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别设置为0.663、0.226、0.119;玉米秸秆与玉米秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别设置为0.485、0.142、0.078,此参数组合为玉米秸秆离散元仿真接触参数的最优方案,仿真结果与试验结果的相对误差为8.127%。     

基于滑移网格技术的揉碎机内流场研究

为研究揉碎机揉碎腔内的流场结构和流动状态,运用计算流体力学方法,基于滑移网格技术,对揉碎机空载时腔内的湍流非定常流场进行了三维瞬态数值模拟,得到了转速为2 800r/min时,揉碎机转子转动1周时间内,揉碎室和抛送室的流场空气动力学特性参数随时间变化规律,准确地反映了瞬态流场结构信息。结果表明:低压区在抛送室中半径为0~20mm附近,最高压力区在抛送叶片与内壁间隙,容易形成回流造成物料排出不易;启动阶段最大速度发生在出料口内侧尖角区域;轴向压力速度分布过于均匀,进而影响整机效率。此研究为揉碎机内部流场结构优化提供了新方法,提出了改进该机型的方向,为优化该机效率奠定了理论基础。     

锤片式粉碎机三角形筛片的设计及试验研究

环筛式锤片饲料粉碎机工作中,粉碎室内空气-物料环流层的存在严重影响粉碎机性能。为此,设计了一种三角形筛片代替传统环形平筛,以构成异形粉碎室,进而破坏环流层、改善粉碎机性能。首先根据工程流体力学流道截面理论,分析了三角形筛片异形粉碎室内的气流运动特性及对粉碎机性能的影响,在此基础上进行试验研究,验证了三角形筛片可有效改善粉碎性能。基于粉碎性能试验结果,分析了三角形筛片结构参数(顶角角度、高度及间距)变化对粉碎性能的影响规律。结果表明:采用三角形筛片可使粉碎机性能有效改善,尤其当三角形顶角为110°、高度为4mm、间距为7mm时,粉碎效果最佳,生产率比环形平筛增加22.70%,度电产量增加29.40%,温升降低39.10%。     

基于无线网桥传输气吸式免耕播种机振动测试系统设计

针对气吸式免耕播种机在空旷的田间试验不便应用有线传输的特点,采用加速度传感器测量振动的方法,设计了一种综合无线传输技术和振动信号采集与分析的振动测量系统。系统选用Ti3058k-16M的无线网桥、加速度传感器和数据采集卡实现了振动测量信号的采集和无线传送,Mat Lab分析处理采集到的数据。试验表明:系统在田间试验稳定性好、抗干扰能力强、网桥传输数据范围广、便捷实用,可为气吸式免耕播种机的田间测振试验提供方便。     

干燥箱内温度场和气流场的建模仿真与试验研究

研究干燥箱内苜蓿草捆的不同放置方式对其温度场和气流场的影响,建立干燥箱的三维仿真模型,运用流体动力学软件对干燥箱体内苜蓿干燥过程中的温度场和气流场进行数值模拟,分析了在有效干燥时间内长宽高均为10cm的苜蓿草捆竖放、横放、斜放45°与斜放135°情况下干燥箱内气流场变化情况。结果表明,苜蓿横放时,速度分布最均匀,入口风速可以被充分利用,干燥效果最好。通过实验数据与数值模拟结果的比较,证明苜蓿草的数值模拟对深入研究干燥箱内部的热空气流动具有重要意义,为干燥滚筒的设计及热效率的提高提供指导。     

2BM-5型气吸式免耕播种机田间播种性能试验

为提高2BM-5型气吸式免耕播种机的播种精度,对该机关键部件改进优化后,进行了田间播种性能试验。结果表明:播种机传动轮的滑移率为5.7%,轮子下陷深度均值17mm,前进速度为3~5km/h的范围内播种深度保持在30~70mm之间,破土宽度在前进速度为3~5km/h的范围内保持在50~100mm之间,粒距合格指数为86.01%,重播指数7.74%,漏播指数6.33%,平均合格粒距变异系数4.86%,各行排肥量一致性变异系数均值为3.44%,总排肥量稳定性变异系数均值为0.26%,播种深度合格率均值为89.81%,排肥深度合格率均值为88.23%,均符合免耕播种技术指标。     

气吸式小粒径种子排种器吸孔清理装置设计与仿真

针对气吸式小粒径种子排种器在实际工作中经常出现吸孔被种子脱皮、碎屑堵住的现象[1],提出了3种结构的吸孔清理装置。同时,利用Solid Works进行三维建模,FLUENT进行气流场仿真模拟,得出结论:T型结构不利于种子及残渣回落;Y型结构易形成回流,影响种子及残渣的收集;坡型结构导致残渣无法完全落入收集器。最终设计出了一种综合性能最好的吸孔清理装置的结构—半坡型结构,不仅增强了清理效果,而且残渣回落后不易回流进入吸气通道。该设计对避免气吸式小粒径种子排种器排种盘堵塞的问题,保证排种器排种效率,提供了一定的理论参考。     

基于离散元的气吸式排种器工作参数仿真优化

为提高用于免耕播种机的气吸式排种器的吸种效果,探寻最佳的排种器工作参数范围,通过离散元法对排种器内种群的离散度、种子间的作用力和种子速度进行仿真分析,得出吸种效果最佳的排种器工作参数范围:搅种轮转速为14.8~18.5 r/min,振动频率低于10 Hz,振幅低于5 mm,容种量为60%~80%。排种试验表明:搅种轮转速低于18.5 r/min比高于18.5 r/min的吸种率均值提高7.1%。振幅2 mm,振动频率低于10 Hz比高于10 Hz的吸种率均值提高8.9%。吸种率随容种量增大而增高,容种量60%~80%的吸种率均值为97%,比容种量低于60%的吸种率均值提高12个百分点。该结论证明了仿真优化的参数范围是可靠的。在这些参数范围内可使种箱内种子处于松散的吸种状态,种子间的碰撞和拖带作用减小,吸种性能得以提高。     

离网牧区户用新能源提水设备推广应用研究

以风能和太阳能利用为主的牧区提水设备推广应用,因环保、低碳呈蓬勃发展态势,按506台提水机组完成的提水量,相对8.8kW柴油机组,每年可少消耗柴油443 256kg,减排CO21 413 986.64 kg。为此,在近1 000多台套离网型牧区提水设备应用调查的基础上,结合不同的水利设施条件,对各种提水设备的推广、试用情况进行了分析。研究发现,目前纯机械式提水设备性价比高于电动式提水设备。同时,提出相关建议,为今后做好提水设备设施的发展规划设计工作,提供了参考依据。