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基于Fluent的膜秆分离装置的数值模拟分析

发布时间:2018-11-05 15:06
【摘要】:在棉花种植方面,地膜好用难回收现已成为当今农业面临的一大问题。残留的地膜不仅污染环境,对来年棉花产量造成不利影响,同时废弃的地膜本身也是一种资源浪费。为保证农业可持续发展,实现废旧地膜回收再利用,需将废旧地膜与粗棉秆以及细棉秆等杂物进行分离。基于此本文主要研究圆柱型膜秆分离装置,论文主要研究内容为:(1)建立膜秆风选过程的数学模型,揭示膜秆分离装置风选的基本原理,分析膜秆颗粒在有风区和无风区的运动特性。(2)采用Fluent软件对膜秆分离装置进行数值模拟研究,得到初始模型的流场分布,分析其流场和风选效率。(3)采用单因素五水平的方法研究不同送风速度,送风角度及设备工艺参数(送风口位置、送风口形状、进料口位置)对流场和风选效率的影响,分别得到其流场变化趋势和适宜的风选参数范围。(4)取得送风速度、送风角度和送风口位置的合理范围后,采取正交试验的方法继续深入研究不同风选条件的组合对流场和风选效率的影响,将送风速度、送风角度、送风口位置这三个因素做三因素三水平的正交实验,得到较优组合;再此基础上,对送风口形状做单因素分析,最终得到适宜的风选条件。(5)分析单因素研究方法和正交试验研究方法的关联性,其模拟结果的内在联系论证了采用Fluent数值模拟研究方法的正确性和可取性。通过Fluent软件模拟分析,得到送风速度、送风角度和不同工艺参数的改变对膜秆分离装置内部流场及风选效率的影响规律,其较适宜的风选条件为:送风速度为12m/s、送风角度为水平送风、送风口中心位置距模型中心位置为45mm、送风口形状为正方形、进料口中心位置距离模型中心位置为340mm;为圆柱型膜秆分离装置的优化设计提供理论依据和实践参考价值。
[Abstract]:In the aspect of cotton planting, it has become a big problem in agriculture nowadays that the plastic film is easy to be recycled. The residual plastic film not only pollutes the environment and adversely affects the cotton yield in the coming year, but also the waste plastic film itself is a waste of resources. In order to ensure the sustainable development of agriculture and realize the recovery and reuse of waste plastic film, it is necessary to separate waste plastic film from coarse cotton stalk and fine cotton stalk. The main contents of this paper are as follows: (1) establish the mathematical model of the membrane culm separation process and reveal the basic principle of the membrane culm separation device. The motion characteristics of membrane culm particles in the wind-free and windless regions are analyzed. (2) the flow field distribution of the initial model is obtained by numerical simulation of the membrane culm separator with Fluent software. The flow field and air separation efficiency are analyzed. (3) the effect of flow field and air separation efficiency on the flow field and air separation efficiency is studied by using the method of single factor and five levels, including different air supply velocity, air supply angle and equipment technological parameters (air outlet position, inlet shape, feed inlet position). The variation trend of the flow field and the suitable range of air separation parameters are obtained respectively. (4) after obtaining the reasonable range of the air supply velocity, the air supply angle and the location of the air outlet, The effect of combined flow field and air separation efficiency of different air separation conditions is studied by orthogonal test method. Three factors, namely the velocity of air supply, the angle of air supply and the position of air outlet, are made into three factors and three levels of orthogonal experiments, and the optimum combination is obtained. On the basis of this, the shape of the tuyere is analyzed by single factor analysis, and the suitable condition of air separation is obtained. (5) the relationship between the single factor research method and the orthogonal test method is analyzed. The intrinsic relation of the simulation results demonstrates the correctness and desirability of the Fluent numerical simulation method. Through the simulation and analysis of Fluent software, the influence of air supply velocity, air supply angle and different process parameters on the flow field and air separation efficiency of membrane stalk separation unit is obtained. The suitable air separation conditions are as follows: the air supply velocity is 12 m / s, The air supply angle is horizontal, the central position of the outlet is 45mm from the center of the model, the shape of the outlet is square, and the central position of the feed inlet is 340 mm from the center of the model. It provides theoretical basis and practical reference value for the optimization design of cylindrical membrane stalk separator.
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X712

【参考文献】

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本文编号:2312448

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