分段滚筒式气力协助白星花金龟幼虫转化残膜混合物分离装置设计与试验

作     者：谢建华 李沅泽 刘迎春 张佳 杜亚坤 石鑫 

作者机构：新疆农业大学机电工程学院 新疆智能农业装备重点实验室 新疆昌吉州玛纳斯县农牧业技术推广中心 新疆农业科学院农业机械化研究所 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：新疆维吾尔自治区重点研发任务专项(2022B02046、2022B02017) 

主　　题：残膜混合物 分段式滚筒筛 风选 气固耦合 参数优化 

摘      要：针对白星花金龟幼虫转化残膜混合物后满足生物活性前提下的多种形体差异显著的混合物分离问题，设计了一种分段滚筒式气力协助白星花金龟幼虫转化残膜混合物分离装置。通过物理试验与理论计算确定了白星花金龟幼虫、虫砂、残膜阻力系数分区与理论悬浮速度，利用悬浮速度台架试验验证了其准确性，可为后续流固耦合仿真提供数据基础。通过理论分析与EDEM-Fluent耦合方法模拟残膜、幼虫及虫砂筛分过程，确定了本装置的主要结构参数与工作参数。选择滚筒筛转速、滚筒筛倾角及风扇风速为试验因素，残膜含杂率与虫砂含膜率为试验指标进行了单因素试验以确定各因素水平合理范围，根据单因素试验结果，设计了三因素三水平二次回归响应面试验并建立回归模型。试验结果表明：影响残膜含杂率的因素由大到小依次为风扇风速、滚筒筛倾角、滚筒筛转速；影响虫砂含膜率的因素由大到小依次为滚筒筛转速、滚筒筛倾角、风扇风速。优化后最优工作参数组合为滚筒筛转速21.79r/min、滚筒筛倾角3.58°、风扇风速5.52m/s。以此参数组合进行物料筛分试验，得到残膜含杂率与虫砂含膜率平均值分别为8.96%、1.52%，与理论优化值相对误差均小于5%。该研究可为含生物活性且形体差异显著的混合物分离装置设计提供参考。