基于Fluent的大豆脱粒机旋风分离器模拟与优化

为了对大豆脱粒过程中未脱净荚果进行有效的分选、回收并进行二次脱粒,在已设计的有吊桶旋风分离器基础上,利用Fluent软件对有、无吊桶2种模型进行对比试验,结果显示2种模型压降无明显差异,有吊桶旋风分离器分离效率更高。建立了吊桶长度、吊桶直径两因素同逃逸时间、损失率及压降的数学关系模型,模拟试验结果表明:吊桶直径主要影响螺旋上升气流速度,吊桶长度主要影响入口区域气流场分布,确定吊桶最佳参数为长度94 mm,直径为196 mm,以该参数改进的模型进行试验验证,结果表明损失率降低为2.2%。

基于CFD-DEM的收获机分离室内谷物运动模拟与试验

采用计算流体力学与离散元耦合的方法对割前摘脱稻麦联合收获机惯性分离室内谷物的运动进行数值模拟。仿真结果表明:籽粒和短茎秆在气流作用下能够实现分离,分离室入口气体速度增加,有助于提高分离室初清选谷物的性能,但入口气体速度增加使得分离室后部气体湍流现象加重,且能耗也随之增加;不饱满籽粒能在分离室内实现沉降。对仿真结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM对分离室内谷物运动进行数值模拟是可行的。

旋风分离型谷物清选器内流场数值模拟

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。

垂直吸风道风选器的仿真分析及研究

阐述了垂直吸风道风选器工作原理、结构及Fluent软件数学模型理论。运用商用有限元软件Ansys workbench中的Fluent模块对垂直吸风道风选通道内的气流速度、气流分布形式进行了仿真分析。并针对问题对初始边界条件的设定、收敛性与稳定性、模型后处理等问题作出阐述。根据仿真分析以及物料在气流场中的运动规律和存在的问题,对通道形状及进气口尺寸进行了改进,进一步提高了粮食除杂效率,减小了设备体积并降低了能耗,为垂直吸风道风选器的优化设计提供了理论依据。

CFD-DEM耦合的旋风式谷物清选装置的模拟研究

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。

间作模式下小麦联合收获机清选装置CFD-DEM气固耦合仿真与试验验证

为了提高间作模式下小麦联合收获机清选性能,研究旋风分离筒内流场和颗粒的运动状态,探索分离筒的最佳工作参数组合,运用离散元法和计算流体力学耦合的方法分析了气流与颗粒的相互作用,以喂入速度、吸杂压强、筒体高度、下椎体角度为试验因素对清选过程进行了仿真正交试验,对最佳清选参数组合完成了田间试验验证。结果表明:气流在分离筒内形成内、外旋涡,内漩涡的运动使短茎秆进入吸杂管道,籽粒在外旋涡的作用下滑落到集粮盘;仿真试验的最佳参数组合为喂入速度12 m·s-1、吸杂压强-1 800 Pa、筒体高度350 mm、下椎体的角度65°,得到的清洁率和损失率分别为92.18%和1.99%,与田间试验的误差分别为2.947%和7.428%。