降分级浅圆仓布料器的设计及模拟研究

为解决浅圆仓入粮自动分级现象严重的缺点,设计一种使粮堆孔隙均匀分布的布料器具有重要意义。以含水率13.5%的合丰55号大豆为研究对象,在测量真实大豆颗粒本征参数的基础上重构了大豆颗粒模型,优化了离散元仿真参数;以孔隙均匀性和通风效果为指标,设计并优化了一种浅圆仓(直径为18.0 m,高为20.0 m)的布料器;通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)和离散元法(discrete element method,DEM)耦合计算的方法对粮堆进行了通风干燥模拟研究。研究结果表明:采用耦合计算的方法能够更好地反映真实通风条件下粮堆内部的气流流动与传热规律;应用布料器可以有效避免粮堆内部孔隙率出现极值的情况,明显改善粮堆的通风均匀性及降温速率;当布料器结构为六臂、转速为6 r/min时粮堆布料效果最优、通风效果最佳。研究成果为浅圆仓的设计及优化提供了参考依据。