多功能饲草揉丝机内物料-气流耦合运动特性分析

多功能饲草揉丝机在实际应用中存在容易堵塞以及抛扔距离不满足使用要求等问题,这些问题均与机内物料-气流耦合运动特性有关。为了探究揉丝机内物料与气流耦合运动规律,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)以及离散元(Discrete element method, DEM)耦合方法,建立物料揉丝过程中气流与散碎物料耦合作用模型,并对物料与气流之间的耦合运动规律进行数值模拟,通过气流速度测试与物料抛扔距离试验验证耦合模型与数值计算的准确性。研究表明：出料口4个测点的气流速度仿真值与实测值相对误差均在8.1%以内;额定转速范围内3种转速下物料平均抛扔距离数值计算结果与实测值相对误差均小于5%,验证了物料-气流耦合模型与数值计算结果的准确性。饲草物料破碎后沿着揉碎室内壁面做环流运动,并沿着出料管远离进料口一侧被抛出机外。揉丝机稳定运转后室内颗粒运动的最大速度始终在某一平均速度上下波动,速度均值体现了物料颗粒在锤片打击力作用下获得动能的大小。颗粒物料获得动能越大,装置越不易堵塞,物料的平均抛扔距离越远。研究结果可为揉丝机内物料-气流耦合运动特性优化、避免...     

结构参数对秸秆揉碎机抛送装置气动噪声的影响分析

针对目前秸秆揉碎机抛送装置存在噪声大问题,为了在设计阶段预测其结构参数对气动噪声的影响规律,采用计算流体力学与声比拟理论相结合的方法对饲草揉碎机抛送装置的气动噪声进行了数值计算,通过气动噪声试验进行了验证。基于此分析叶片数、叶片倾角及出料管高度对气动噪声的影响规律。研究表明:①出料口计算与实测总声压级差值为1.11 dB(A);进料口计算与实测值差值为0.50 dB(A),仿真与实测结果误差较小,可见气动噪声数值计算结果可信。②抛送部分叶片的角度对进料口噪声影响小、对出料口影响大,进出料口在3个叶片时产生的噪声都最低,增加出料管高度可降低装置尤其是进料口处的气动噪声。该研究可为秸秆揉碎机结构声优化设计提供参考。     

多功能饲草揉丝机内流场数值模拟与优化

多功能饲草揉丝机内流场流动特性是影响物料抛出、加工消耗功率、物料揉丝质量及气动噪声的重要因素。为改善揉丝机内流场流动特性,采用计算流体力学CFD技术与试验相结合,研究多功能饲草揉丝机内气流流动特性。采用灵敏度分析法确定影响内流场流动特性较大的工作与结构参数,作为优化设计变量,以出料口平均气流速度最大为目标函数,采用多岛遗传算法优化多功能饲草揉丝机内气流流动特性。结果表明,出料管处气流速度数值模拟值与实测值最大相对误差为8.1%,说明所建立流场数值模型准确。对多功能饲草揉丝机内流场流动特性影响较大因素依次为转速、进料口宽度、进料口高度及锤片厚度。优化后出料口平均气流速度相对优化前提高7.85%。研究为多功能饲草加工设备内部流动特性分析与优化提供参考,对提高多功能饲草揉丝机工作性能与节能降耗具有重要意义。