基于DEM-CFD耦合的辣椒清选仿真研究

辣椒收获机收获的辣椒由于含杂率高导致风选效果差,为降低辣椒含杂率,设计了辣椒风选分离装置。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和离散元法(discrete element method,DEM)耦合研究方法,模拟了辣椒风选分离过程,分析了流场中的辣椒混合物分离机理和运动状态,并讨论了风速对辣椒风选的影响。仿真结果表明,在风速为15、20及25 m·s^(-1)时,辣椒含杂率分别为11.774%、4.624%、1.676%,辣椒损失率分别为0.959%、1.798%、6.476%。上述结果表明:风速对辣椒的风选效果影响很大,当模拟风速提高到20 m·s^(-1)时,辣椒平均含杂率较15 m·s^(-1)风速时下降了7.15%,平均损失率上升了0.839%;而当仿真的风选气流速度调整为25 m·s^(-1)时,清选过程中辣椒平均含杂率较气流速度20 m·s^(-1)时辣椒的平均含杂率降低了2.948%,平均损失率上升了4.678%。综合辣椒风选的含杂率及损失率,在风速为20 m·s^(-1),风选效果较好,此时辣椒含杂率为4.624%,辣椒损失率为1.798%。研究结果可为辣椒收获机的风选分离装置设计及优化提供参考。