基于气流运送的榛子收获机设计与试验

榛子多种植于丘陵山区,受地形影响大型收获机械难以在果树间工作,故成熟期落地榛子多由人工进行捡拾,工作效率低、成本高,制约了我国榛子产业的健康发展。针对这一问题,设计了一种基于气流运送的榛子收获机。该机采用气力式捡拾,通过气送管道将榛子吸入到气吸沉降室内,经喂入滚筒送入脱苞、筛分滚筒进行榛子脱苞和脱苞后的物料筛分,再经清选舱装置进行杂质清选,完成落地榛子的收获。通过田间试验研究风机转速、气送管道移动速度和筛分滚筒转速对榛子收获捡拾率和含杂率的影响,结果表明:在风机转速3 500 r/min、筛分滚筒转速30 r/min和气送管道移动速度0.6 m/s下,收获质量最佳。

风筛组合式花生秧粉碎除膜机设计与试验

针对覆膜种植的花生收获后的地膜残留于饲料用花生秧严重影响牲畜健康的问题,结合粉碎后的花生秧与地膜的物理特性,设计了一种花生秧粉碎除膜机,可一次完成喂料粉碎、筛分输送、负压除膜、回料输送、出料收集等功能。对整机的关键部件进行了设计与分析,重点确定了粉碎装置、风筛式清选装置等部件的结构与工作参数。利用Design-Expert进行了试验设计,研究了振动筛频率、风机转速对花生秧残膜清选质量的影响,并对花生秧粉碎除膜机的工作参数进行了优化。试验结果表明:振动筛频率、风机转速对除膜率和损失率影响显著;当最优参数振动筛频率3.4 Hz、1号风机转速1000 r/min、2号风机转速1350 r/min、3号风机转速1500 r/min时,花生秧粉碎除膜机除膜率为96.8%,损失率为11.2%,实现花生秧中残膜的清选。

城市道路工况全触屏模式下空调操作风险特性

针对全触屏空调操作给驾驶过程带来的潜在风险,以典型城市道路工况为对象,设计搭建了全触屏和传统人机交互两类驾驶实验平台,采集了19名被试在40、60 km/h速度情况下的空调操作过程人-车系统数据。采用单因素方差分析和线性拟合对数据进行分析。结果表明:与按键式相比,触屏式完成任务总时间(T TD)更长;单次注视时间(S GD)大于1.5 s的占比增大20%左右,车辆运行风险更大;方向盘转角标准差(S DSWA)更小,接近于0。单次手部操作时间(S HOD)与次任务步骤数呈正比关系;随车速增加,按键模式下次任务的单次注视时间(S GD)大于1.5 s占比减少10%左右,车辆运行风险降低;完成任务总时间(T TD)、单次注视时间(S GD)及单次手部操作时间(S HOD)的均值数据均无显著变化。因此,在全触屏交互界面普及的今天,应保留处理空调类操作任务的按键,并优化按键布局或按动效果。

屏蔽门漏风对地铁站台公共区弥散送风效果的影响研究

弥散送风系统(DASS)能为地铁站台公共区提供舒适的热环境,但地铁实际运行中站台存在屏蔽门漏风,对DASS送风气流的影响需要进一步研究。采用数值模拟方法,对屏蔽门漏风作用下站台公共区DASS的送风效果进行研究,并对DASS送风板开启位置进行了优化。结果表明:不考虑屏蔽门漏风作用时,一侧射流式DASS方案的站台公共区温度分布不均匀,靠近送风口一侧温度高,局部区域高于32℃;列车进站时,送风侧吊顶满布弥散送风板的方案使送风出现短路,部分气流直接从楼扶梯口排出,站台公共区靠近送风口一侧温度高于30℃,温度分布不均匀;楼扶梯附近的吊顶板封闭时,避免了气流短路现象,站台公共区温度在23~30℃范围内,送风效果得到改善;列车离站时,将楼扶梯附近的吊顶板封闭,人员活动区温度在28℃以内,满足热舒适要求。

卷烟制造过程梗签分离工艺及装备研究进展

针对卷烟中过多梗签会损害其物理属性并影响吸食体验的问题,对卷烟制造过程主要梗签分离工艺和装备进行了综述,认为:卷烟制造过程中梗签分离集中在制丝和卷包两个关键工段,分离工艺主要有风选、振筛及复合工艺,其中风选为梗签分离的主流工艺。通过装备改进和参数优化能提高梗签风选分离效率,但烟丝损耗与纯净度间的平衡关系仍面临挑战;振筛易受筛网阻塞和清洁等问题影响,但将其与风选等工艺进行结合的复合工艺逐渐受到重视;光选识别与风选相结合的复合工艺为卷烟工业带来更为精准和智能的梗签分离解决方案,但目前尚未在实际生产线得到广泛应用。未来,可加强风选技术的研发,并将其与振筛、光选识别等技术进行深入、系统的融合,以提高梗签分离效率和烟丝回收利用率,并实现卷烟产品品质与物料消耗的平衡发展。

基于流固耦合的绿豆清选装置数值模拟分析

针对绿豆收获清选过程中清选损失率高、籽粒含杂率高的问题,研发一种双斜面风筛式绿豆清选装置。运用流固耦合仿真模拟绿豆清选过程,并开展了正交试验。同时运用二次回归方程分析和响应面分析等方法对籽粒含杂率、清选损失率的影响进行探究。试验结果表明,最优参数组合为入风口风速5.7 m/s、清选筛振动频率4.71 Hz、上筛横向振幅7.99 mm、下筛筛面倾角0.68°,此条件下籽粒含杂率2.12%、清选损失率2.51%,符合性能指标要求,实物样机可用于后期田间试验。

燃气轮机压气机进气滤网高压差原因分析及解决对策

杂质对于燃气轮机压气机的运行会形成较多的不利因素,严重的会威胁到压气机的运行环境。为此提出对燃气轮机压气机进气滤网高压差原因分析及解决对策。简述了燃气轮机压气机运行及性能,从自清反吹系统失灵,杂物、污染物过多以及滤网材料、结构问题等3个方面,对进气滤网出现高压差原因进行分析。针对原因对其进行多层级控制空气流量,定期清洗、更换滤网,自清反吹系统周期性维护。在此基础之上,设定优化压气机材料和结构,并采用安装自适应实时高压差报警设备来进行高压差的控制巩固,稳定燃气轮机压气机的运行环境,延长使用寿命。

一种用于一般手术室的新型空调系统

提出了一种用于一般手术室的新型空调系统,即空气消毒屏+多联空调系统。该系统简单、易施工,造价较低,运维简单。通过气流模拟,对比了该系统与净化空调系统的温度场和速度场,并进行了方案优化。结果表明,该空调系统可以满足温度场和速度场需求,形成较好的气流组织,能够大幅提升室内空气质量,适于在一般手术室中使用。

地铁站台火灾工况下不同排烟方案的排烟效果数值模拟研究

为研究地下车站全封闭岛式站台火灾时的排烟效果,以成都市某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件内的LES(大涡模拟)对开启屏蔽门首尾滑动门、独立设置辅助排烟风管、轨顶风道侧排风口、复合式屏蔽门四种排烟工况下的站台火灾场景进行数值模拟。结果表明:针对地下车站全封闭岛式站台公共区火灾,采用复合式屏蔽门的排烟模式,可快速排除站台层烟气,有效的改善站台层发生火灾时的逃生环境,为人员疏散提供更多的时间。

M701F4燃气轮机进气罩壳滤网冲洗机器人系统研究与应用——以京燃热电厂为例

为解决在恶劣天气(雨、雪、雾、霾)及杨柳絮多发时段下M701F4燃气轮机进气罩壳滤网易堵塞,进而导致燃机出力受限或触发机组RB及跳闸问题。以京燃热电厂为例,基于机电一体控制技术及多传感器检测技术,设计研发M701F4燃气轮机进气罩壳滤网冲洗机器人系统。该冲洗机器人系统通过DCS系统可控制轨道机器人实现水、气组合清洗,解决了滤网杂质堵塞问题,延长了粗滤滤芯使用寿命,降低了人工成本,同时通过喷雾冷却,一定程度降低压气机入口进气温度,提高燃机出力。

一种机车空调试验台设计

为实现空调机组性能试验,提升机车空调检修质量,设计制造了一种机车空调试验台。该试验台根据TTK3-5.0DD机车空调工作特点,采用触摸屏作为控制和显示界面,以西门子S7-200CPU224作为控制器对其进行控制,硬件通信选择RS485通信方式,可完成TTK3-5.0DD机车空调机组性能试验,并监测机组工作电流数据。该试验台的应用降低了故障空调委外修数量,使空调自主修水平明显提高,具有很高的实用价值。

基于快速检测方法下车内空气质量筛查

基于车内空气快速检测方法,对512辆车的车内空气质量进行了快速检测筛查,并对筛查结果做了浅析,结果表明,98.2%的车辆车内空气质量远低于国家标准,但仍有9辆车超过了标准,值得引起驾乘人员的关注。同时本文利用了车内ΣVOCs浓度建立了车内空气质量的评价方法,用于帮助车主快速了解车内空气水平,规避车内空气健康风险。

基于快速检测方法下车内空气质量筛查

基于车内空气快速检测方法,对512辆车的车内空气质量进行了快速检测筛查,并对筛查结果做了浅析,结果表明,98.2%的车辆车内空气质量远低于国家标准,但仍有9辆车超过了标准,值得引起驾乘人员的关注。同时本文利用了车内ΣVOCs浓度建立了车内空气质量的评价方法,用于帮助车主快速了解车内空气水平,规避车内空气健康风险。

风筛选式油菜联合收割机清选机构参数优化与试验

为分析油菜田间实际收获作业状态时风筛选式油菜联合收割机清选机构参数对清选损失率和籽粒含杂率的影响,基于双滚筒风筛选式可移动田间联合收获试验平台,对振动筛振幅、曲柄转速、风机转速和风机倾角4个参数进行了Plackett-Burman试验和响应面回归试验,试验分析表明振动筛振幅和曲柄转速是影响清选损失率的主要因素,风机转速是影响籽粒含杂率的主要因素。采用响应面试验方法分析了单因素和双因素对清选效果的影响,建立了清选损失率和籽粒含杂率的回归数学模型并优化求解了一组最优参数组合,以一组接近最优参数组合:振动筛振幅35 mm,曲柄转速392 r/min,风机转速1 750 r/min,风机倾角29°进行了试验验证,清选损失率和籽粒含杂率分别为0.90%和0.45%。理论求解的清选损失率和籽粒含杂率分别为0.38%和0.48%,与试验值的绝对误差分别为0.52%和-0.03%,籽粒含杂率误差较小,清选损失率误差较大。与该清选机构常用工作参数时的清选损失率和籽粒含杂率对比,清选损失率降低了61%,籽粒含杂率降低了58%。该研究结果和优化方法可为风筛选式油菜联合收割机清选机构的参数选择和优化提供参考。

蔬菜种子风力筛选机分离室气固两相流模拟与试验

分离室作为蔬菜种子风力筛选机的重要组成部分,其风机频率和风门开度对种子筛选分离的质量有着重要的影响。利用Fluent软件的RNG k-ε湍流模型和DPM离散相模型,仿真了物料在分离室中的运动过程。用多项式拟合法分析了仿真结果,获得工作参数(风机频率和风门开度)与清选性能(清洁率和损失率)的关系。在此基础上,对清洁率和损失率进行运算,得到清选效率,该指标全面综合地反映了不同工况下清选效果的优劣。由清选效率的三维图及其等值线图能够便捷地分析分离室的最优工作参数。通过以上方法,得到上海青种子、菠菜种子和小白菜种子最优工作参数。分别是风机频率35 Hz、风门开度75%;风机频率42 Hz、风门开度80%;风机频率36 Hz、风门开度80%,对应的清选效率分别是88%、84%和88%。设计实机验证试验,比较了不同工况下清选性能的仿真结果与试验结果,二者吻合度较高,证明了分离室气固两相流模型的可靠性。

风筛式清选装置筛面气流场试验

在DFQX-3型物料清选仿真试验台上,通过空间布点测量了筛面不同位置的气流速度。根据测量值得出筛面上流速小于或等于4.81 m/s,属低速气流。利用Matlab绘制了筛面不同位置的横断面、纵断面、水平面的等速线和速度变化曲线,分析了风筛式清选装置的筛面气流场速度分布规律。试验表明,筛面两侧的流速对称分布,前后两端流速较接近,中间流速变化复杂。

风筛式清选装置振动筛上物料运动CFD-DEM数值模拟

采用计算流体力学和颗粒离散元耦合的方法模拟风筛式清选装置中物料在筛面上的运动,并将模拟结果和试验结果进行了对比。仿真结果表明:在一定范围内风机出风口风速增加,物料后移速度增加,有助于提高振动筛的处理能力,但也会增加籽粒的损失;风速增加使籽粒在筛下分布后移,在15分区后籽粒数量很少。通过试验验证表明,利用CFD-DEM耦合对风筛式清选装置进行数值模拟是可行的。

风筛式清选装置气流场的数值模拟与分析

为了研究风筛式清选室内气流场的分布情况,基于Reynolds时均化的连续方程、Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型构成封闭方程组,运用CFD软件Fluent,对不同的风机出风口角度、风机出风口风速和筛面中部与顶部距离3个参数进行了气流场数值模拟,分析了这3个参数对清选室气流场的影响,并进行试验验证.结果表明:风机出风口角度和筛面中部与顶部距离对清选室气流场的影响较大,风机出风口风速只影响到流速而对流场的分布规律影响不大,模拟结果与试验测量结果总体趋势基本吻合,这表明了利用Fluent进行数值模拟的正确性.

贯流风筛清选装置内玉米脱出物运动规律研究

为减少玉米籽粒收获机作业时籽粒清选损失率,利用EDEM建立了玉米脱出物各成分颗粒模型,采用CFDDEM耦合的方法对玉米脱出物在贯流式风筛清选装置中的运动进行了数值模拟。仿真结果表明,透筛杂质为玉米芯且集中在清选装置后部;随着清选装置入口气体速度的提高清选装置清选获得的籽粒清洁率提高,但玉米籽粒清选损失率增加,仿真结果与台架试验结果基本一致。在玉米脱出物喂入量3 kg/s条件下,研究确定清选装置入口气体速度低于11.72 m/s,清选装置清选损失率小于2%,符合玉米籽粒联合收获机正常作业性能要求。

5X-5型风筛式清选机的研制

研制了5X-5型风筛式清选机,介绍了整机的基本结构和工作过程,并重点介绍了喂料装置、前除轻系统、筛选系统、后提升系统与后除轻系统的结构设计和工作原理。风选系统设计为正、负压双风系,实现喂料端和出料端两次除轻杂,提高除杂能力;筛选系统设计为上下筛箱等惯量反向配置,降低震动和噪音;筛动电机实现无级调节,转速范围为200～1 000 r/min。对小麦种子进行试验,并检测主要技术参数为获选率99%,净度98%,有害杂草籽清除率90%,破损率0.092%,实际千瓦小时生产率0.65 t/(kW.h),噪声84 dB(A),粉尘浓度6.8 mg/m3。