基于CFD-DEM油茶果负压吸附系统数值模拟及试验研究

针对研发的负压吸附系统在对油茶果进行气力收集时有阻塞及能耗高等问题,从输送管道的管径、弯径比及输送气速3个方面对系统收集性能进行研究,开展管道内油茶果气固两相流的数值模拟。数值模拟通过离散元素法(DEM)和计算流体力学(CFD)耦合求解,组成离散元模型与计算流体力学模型,以CFD求解连续气相流场,以DEM求解离散颗粒运动及受力。仿真结果表明:对吸附性能的影响因素从大到小为管径、输送气速、弯径比,在输送气速为38m/s、弯径比为1及管径为80mm时,系统质量流量达到最优。同时,对此参数下管道内不同阶段颗粒平均动能及不同位置处颗粒速度进行分析,并进行了样机吸附性正交试验,结果表明:管径对吸附性能影响最大,其次为输送气速、弯径比,与数值仿真结果一致;管径为80mm、弯径比为1及输送气速为38m/s时,负压吸附系统质量流量的试验值最优为0.66kg/s,同一条件下的仿真值为0.902kg/s,两者之间相对误差为26.8%,试验与数值模拟结果基本吻合。