基于CFD-DEM耦合的核桃壳仁混合物负压风选仿真研究

在核桃精深加工过程中,风选法可以实现核桃壳仁混合物料高效无损地分离。为了研究不同等级的核桃壳仁颗粒在气流场中的分选效果,本文设计一种负压垂直气流风选装置,采用计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的方法对风选过程进行仿真模拟,引用清选率与损失率量化风选效果。结果表明:当进料量一定,进风口风速19 m/s时,二分之一壳仁混合物料清选率达到96.5%,损失率仅为0.41%,分选效果最佳;进风口风速为17 m/s时,四分之一壳仁混合物料清选率为94.8%,损失率为0.8%,分选效果较为理想;进风口风速为16 m/s时,八分之一壳仁混合物物料清选率为92%,损失率为1.22%,风选效果较为合理。研究表明在垂直风道里,核桃壳的流动速度围绕某一固定值上下波动,核桃仁沉降速度随着颗粒浓度增加而减小并逐渐趋于稳定。

前飞来流和侧风对植保无人机下洗流场影响的数值模拟研究

研究前飞来流和侧风对单旋翼植保无人机下洗流场的影响。利用格子Boltzmann方法的自适应壁面局部涡(WALE)黏度模型数值模拟CopterWorks AF25B型单旋翼油动力植保无人直升机下洗流场。通过数值模拟不同前飞和侧风速度,研究在不同前飞来流和侧风速度对单旋翼植保无人机下洗流场的影响。结果分析表明:前飞来流方向与形成的前侧涡尾迹旋向相反进而两者流速抵消是下洗流场具有抗风性的重要原因之一。在单旋翼植保无人机前飞高度一定时,前飞速度从3 m/s增大到7 m/s,下洗流场倾斜角度增大116.67%,倾斜角度达到71°,且还会发生二次偏移。下洗流场流速呈“M”形,前飞高度一定时,随着前飞速度的增加,下洗流场的两侧峰值流速间距将缩小,峰值速度出现位置与旋翼轴心距离将增大。在侧风影响的相同前飞高度和前飞速度情况下,单旋翼植保无人机下洗流场随着侧风的增大出现不同角度的偏转,且角度与侧风速度成正比。下洗流场流动结构与无侧风时相同,都呈“U”形结构;在前飞高度和速度不变情况下,不同侧风速度时下洗流场x轴偏移量服从二阶规律。为进一步研究受下洗流场影响的雾滴基本特性奠定基础和指导喷洒作业路径规划。