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谷物清选CFD-DEM耦合模拟研究

农机化研究 2015年第1期37卷 35-38页

作者：汤庆吴崇友吴俊王刚江涛农业部南京农业机械化研究所南京210014

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... 详细信息

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。

关键词：谷物清选 CFD—DEM耦合模拟研究现状发展方向

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谷物清选风车中振动筛的曲柄转速和半径优选

湖南农业大学学报（自然科学版） 2006年第2期32卷 199-202页

作者：邓春香向建化陶栋材张岚邓小红湖南农业大学工程技术学院湖南长沙410128 湖南郴州职业技术学院湖南郴州412725

为了改善南方稻谷清选风车振动筛的工作性能,通过对振动筛的运动分析,得出影响振动筛工作性能的主要参数是曲柄转速和曲柄半径.在此基础上,分析谷物在筛面上的受力,推导出谷物在筛面上上滑、下滑、不跳离筛面时的曲柄极限转速和曲柄半径... 详细信息

为了改善南方稻谷清选风车振动筛的工作性能,通过对振动筛的运动分析,得出影响振动筛工作性能的主要参数是曲柄转速和曲柄半径.在此基础上,分析谷物在筛面上的受力,推导出谷物在筛面上上滑、下滑、不跳离筛面时的曲柄极限转速和曲柄半径,综合分析得到它们的最佳取值范围.使用谷物清选风车清选杂交水稻,推导出理想的曲柄转速为300 r/min,曲柄半径为10mm.

关键词：谷物清选风车振动筛曲柄转速曲柄半径

谷物清选风车运动学和动力学特性研究及参数优化

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谷物清选风车运动学和动力学特性研究及参数优化

作者：邓春香湖南农业大学

学位级别：硕士

本文介绍了国内外关于谷物清选机械的研究动态和发展概况,确定了谷物清选风车的设计方案。通过大量试验测定提供了与谷物清选有关的谷物形态参数、物理机械特性参数及其空气动力学特性参数。在此基础上进行了对振动筛的运动分析,筛面... 详细信息

本文介绍了国内外关于谷物清选机械的研究动态和发展概况,确定了谷物清选风车的设计方案。通过大量试验测定提供了与谷物清选有关的谷物形态参数、物理机械特性参数及其空气动力学特性参数。在此基础上进行了对振动筛的运动分析,筛面上谷物的运动及受力分析。利用Visual Basic 6.0软件对机构的工作参数进行了优选,理论上进行了合理性验算。依据谷物的特性合理选择了筛面结构和筛面的组合形式,分析确定了筛孔直径和其它结构参数。谷物通过振动筛进入气流场后,研究了谷物在气流流场中的动力学及运动学特性,建立了谷物在流场中的运动微分方程,并利用VB软件对工作性能参数进行了优化选择。通过VB程序运行结果,分析了单因素对物料运动轨迹和分离距离和影响,得出了影响清选效果的主次因素,从而确定风选机构的工作性能参数、结构尺寸。本课题在对谷物各种特性充分研究的基础上,合理地分析了谷物在筛面上和气流中的运动过程,对影响谷物运动的各因素进行了分析研究,选择了谷物清选风车的主要工作参数,优化了结构尺寸,对电动清选风车的开发与研制具有一定的指导意义,并对其它清选装置参数的设计和改进调整具有参考作用。

关键词：谷物清选运动特性动力特性振动筛气流

CFD-DEM耦合的旋风式谷物清选装置的模拟研究

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中国农机化学报 2020年第4期41卷 86-91,168页

作者：党贺赵宝生马学东郝荣彪赵正锡崔维启辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

为探究入料口速度和排杂口速度对无吊桶式旋风分离器清选性能的影响。采用能较真实反映出气流与颗粒相互作用的CFD-DEM耦合模拟的方法。结果表明入料口速度与排杂口速度对清选性能有着重要影响。为探究两因素对分选性能的交互影响,必须... 详细信息

为探究入料口速度和排杂口速度对无吊桶式旋风分离器清选性能的影响。采用能较真实反映出气流与颗粒相互作用的CFD-DEM耦合模拟的方法。结果表明入料口速度与排杂口速度对清选性能有着重要影响。为探究两因素对分选性能的交互影响,必须有定量分析结果描述。通过对正交模拟实验数据分析可知,排杂口速度V2对分选性能的影响要大于入料口速度V1的影响,且当排杂口速度V2=24m/s、入料口速度V1=2m/s,此时的损失率与含杂率均为0,分选效率达到最大值31.43%,分选效果最好。

关键词：谷物清选旋风分离器 CFD-DEM耦合模拟清选性能

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风筛式谷物清选模拟研究及参数讨论

农机化研究 2021年第2期43卷 10-15页

作者：郭柄江马学东刘正海陈广慧王壮辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

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... 详细信息

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。

关键词：谷物清选风筛式风速筛面倾角 DEM-CFD

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旋风分离型谷物清选器内流场数值模拟

农机化研究 2013年第6期35卷 37-40页

作者：高春艳庞靖李心平张利娟梁坤峰王升升河南科技大学车辆与动力工程学院河南洛阳410003

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... 详细信息

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。

关键词：谷物清选旋风分离器 CFD 流场模拟

新型谷物清选装置中气固两相流的数值模拟和试验研究

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新型谷物清选装置中气固两相流的数值模拟和试验研究

作者：肖梦华浙江理工大学

学位级别：硕士

本文介绍了谷物清选装置的国内外研究状况，针对目前在清选装置设计和研究上存在的几点问题，提出了一种新型的贯流式谷物清选装置，并且设计和制造了样机。这款新型的清选装置有三个主要特点：一是配置了一个喇叭形扩展通道，该通道既... 详细信息

本文介绍了谷物清选装置的国内外研究状况，针对目前在清选装置设计和研究上存在的几点问题，提出了一种新型的贯流式谷物清选装置，并且设计和制造了样机。这款新型的清选装置有三个主要特点：一是配置了一个喇叭形扩展通道，该通道既保证了清选室侧面尺寸与出风口尺寸一致，使气流进入清选室时在垂直于气流速度的整个清选室端面上均匀分布，又增强了气流的速度;二是采用了贯流式风机作为风源，该风源产生的气流在风机的轴向上均匀分布;三是设计了两个相向转动的喂料辊，使得进入清选室内的谷物呈均匀的薄层状，这样就保证了大部分难风选的短茎秆在进入清选室时其轴向与风向垂直，使短茎秆与谷粒尽快分离。在纯气流运动时，对扩展通道和清选室内的气流运动状态和分布规律进行研究。基于气相k－ε湍流模型，建立气体的运动方程式和边界条件，模拟气体的流动，得到了扩展通道和清选室内气流场的运动速度及其分布规律。引入了离散单元法，建立了离散单元颗粒的力学模型，推导出了颗粒之间的接触力计算方程和颗粒模型的运动方程。基于计算流体力学－离散单元法（CFD-DEM）联合仿真清选室内气固两相流模型，采用SIMPLE方法对流体相进行模拟，采用颗粒轨道模型对物料颗粒进行模拟计算，得到了各个颗粒在清选室内的位置状态和运动轨迹。模拟计算的结果表明，清选室内气流存在一定的水平分层现象，表现为靠近清选室上下壁板附近流速低，中部流速高，但在层内流场分布平稳，没有明显涡流产生;谷物中不同组分颗粒的运动轨迹有很大差异，表明该新型贯流式清选装置可有效分离谷物物料中的不同成分。进行了两组定条件下的谷物清选实验，并用高速摄像机拍摄了谷粒、颖壳和短茎秆在不同时刻的分布状态。通过Blaster’sMAS分析软件分别描绘出了它们在清选室内的运动轨迹。最后将两组不同的实验条件下得到的实际轨迹和采用基于离散单元法的气固两相流模拟计算所得到的运动轨迹进行对比，发现实验所得到的结果和理论计算出来的结果比较吻合，验证了理论模型的正确性。

关键词：谷物清选气固两相流计算流体力学-离散单元法运动轨迹高速摄像

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贯流式谷物清选装置设计及性能试验研究

贯流式谷物清选装置设计及性能试验研究

作者：胡小钦浙江理工大学

学位级别：硕士

清选装置是联合收割机的重要组成部分，其清选性能中的籽粒含杂率、清选损失率是衡量联合收割机产品质量的重要指标之一。本文以新型气流清选装置为研究对象，主要的研究内容如下：首先，从理论上分析谷物脱出物在气流场中的受力情况... 详细信息

清选装置是联合收割机的重要组成部分，其清选性能中的籽粒含杂率、清选损失率是衡量联合收割机产品质量的重要指标之一。本文以新型气流清选装置为研究对象，主要的研究内容如下：首先，从理论上分析谷物脱出物在气流场中的受力情况及运动状态，并利用数值计算方法计算出谷物脱出物各成分的理论运动轨迹线。在气流场作用下，不同悬浮速度的物料在竖直方向下落某一高度时，其水平位移的间距代表两物料的分离效果。保持其他条件参数不变，只改变单个条件，得出理论上气流速度、喂入角度、喂入速度等因素对谷物与杂质分离效果的影响。基于Matlab平台编写了优化分析软件，仿真优化得到气流速度8m/s，喂入角度为20°，喂入速度为2.26m/s时，谷物与杂质的分离效果最佳。其次，分析总结了传统清选装置中轴向气流不稳、宽度受限的缺点。设计了一种新型贯流式谷物清选装置。一方面，该装置的风源采用轴向气流更稳定的贯流风机代替了传统的离心风机;另一方面，该装置去掉了传统的振动筛，在喂料装置下端布置了一对相向旋转的喂料辊，使物料以均匀薄层状进入清选室，保证了气流对短茎秆的走向，从而降低短茎秆与谷粒漂浮速度接近的几率，有利于提高清选装置的性能。最后，建立多因素多水平混合正交试验表L(2×3)，在设计安装的新型贯流式谷物清选装置试验台上，进行物料运动轨迹试验和谷物的清选性能试验。一方面通过高速摄像记录谷物、杂质的实测轨迹数据，并把实测轨迹与理论仿真轨迹进行对比，以验证理论模型的可靠性。另一方面，进行谷物的清选性能试验，以验证所设计的新型谷物清选装置的工作性能，并通过实验数据结果处理，分析各工作参数对清选性能指标的影响程度。通过大量的试验测定，优化确定清选装置的主要工作参数，研究结果对该贯流式清选装置的设计改进具有一定的指导意义。

关键词：谷物清选贯流风机正交试验运动轨迹性能试验

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谷物清选工具——风扇车

农村农业农民 2014年第2期 60-61页

作者：赵晓娇

除“四大发明”外，我国还有许多杰出的发明成果传诸世界，造福各国，为人类文明发展作出了卓越贡献，“风扇车”就是其中之一。谷物在脱粒和去壳之后，人们需要扬弃谷壳、糠秕和杂物。

关键词：谷物清选风扇工具四大发明人类文明脱粒谷壳