小型稻麦联合收割机清选装置的优化与试验研究

发布时间：2020-07-19 19:46

【摘要】：清选装置是稻麦联合收割机的重要组成部分,其性能直接影响收割机的作业质量。目前,大、中型稻麦联合收割机总体发展较为成熟,但小型稻麦联合收割机清选装置普遍存在含杂率、损失率高的问题。因此,研发高性能的清选装置对于提高小型稻麦联合收割机的作业质量具有重要的理论意义和需求背景。本论文针对某企业研发的新型小型联合收割机含杂率、损失率超标的问题,运用数值模拟和试验研究相结合的方法,对其清选装置进行了优化研究,以降低其含杂率和损失率,提高清选性能。论文主要研究工作是:1、清选装置计算模型建立。在分析清选装置结构及其工作流程的基础上,通过忽略导草杆、横运搅龙、倒分离锥支架对流场的影响,简化耦合计算域,建立了清选装置的计算模型。2、颗粒物料抛洒过程数值模拟精度研究。以某稻谷品种为试验对象,建立了稻谷颗粒模型,标定了颗粒模型参数,进行了抛洒过程数值模拟。结果显示:经抛洒后形成的颗粒堆积形态的特征尺寸误差小于5.7%,这表明数值模拟能够较好的描述颗粒抛洒后的运动过程。3、多级清选过程气、固耦合模拟与试验研究。基于CFD-DEM耦合计算框架模拟了多级清选装置的清选过程,考虑到稻谷颗粒与秸秆形状相差较大,对稻谷颗粒和短秸秆颗粒采用了不同的曳力模型,以确保不同类型颗粒受到更为准确的气体力。在此基础上,结合实际的田间稻谷收获试验,验证了模型、参数及分析方法的有效性。结果显示:数值模拟得到的含杂率、损失率分别为2.37%、2.41%,而田间试验得到的含杂率、损失率分别为2.64%、2.21%,相对误差分别为10.22%、9.55%。这表明本文所采用的模型、参数及分析方法是有效的,分析结果可信。4、多级清选装置性能优化。通过单因素分析,确定了影响清选含杂率、损失率的因素;通过正交试验分析,进一步确定了各因素对含杂率、损失率的影响程度,并建立了清选含杂率、损失率与各影响参数之间的回归模型;在此基础上,采用遗传算法对清选装置参数进行了优化,得到了针对该型清选装置的最优参数。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S225.3
【图文】：

技术路线图

颗粒,物理环境,体力,流体力学

颗粒计算流程图

流程图,耦合计算,流程图,离散元法

直至完成耦合计算。具体的耦合计算流程如图 2.3 所示。图 2.3 耦合计算流程图2.3 本章小结本章结合论文研究内容及后续研究手段，简介了离散元法、计算流体力学、以及CFD-DEM 耦合框架等相关基础理论。

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