红花花丝采收装置设计及气力输送系统流场数值模拟

发布时间：2021-03-02 17:01

　　针对目前新疆红花种植业迅猛发展,而国内外关于红花机械化采收的研究尚处于起步阶段,没有出现应用于实际收获的机型,主要依靠人工采收这一现状,在对红花物料特性研究的基础上,以气动装置和机械装置相结合的方式,采用理论分析、计算机仿真等方法研究设计了一种红花花丝采收装置,并采用CFD技术对不同结构的气力式输送系统内部流场进行了数值模拟,确定了最佳的输送系统内壁结构,为红花机械化采收装置的研发提供了科学的依据和方法,本文主要进行了以下几个方面的工作：1.红花物料特性进行分析。通过结合文献、实地调研、试验研究等方法得到了红花生物学特性（瘦果直径、花丝含水率等）和力学特性（不同成熟度花丝与瘦果的分离力、瘦果与茎秆分离力等）的相关数据,并确定了其对红花采收装置的重要影响,为红花花丝采收装置的参数设计提供理论依据。2.红花采收装置结构设计及三维建模。对红花花丝切割力学特性和悬浮力学特性进行了理论分析,确定了花丝与瘦果分离的最优切割力和悬浮输送的最佳气流参数。运用Solidworks软件进行三维建模、三维装配、干涉检查,运用ADAMS软件对回转切割式采摘头进行了运动仿真分析,研究了红花采收装置的切割采摘过程... 

【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景意义
        1.1.1 新疆红花的采收现状
        1.1.2 国内外研究现状
        1.1.3 国内外气力收获研究现状分析
        1.1.4 气固二相流理论的研究现状
        1.1.5 流场模拟分析的研究现状
    1.2 本文主要研究内容和技术路线
        1.2.1 主要研究内容
        1.2.2 技术路线
    1.3 小结
第二章 红花植株物料特性研究
    2.1 试验材料
        2.1.1 红花来源
        2.1.2 主要仪器与设备
    2.2 红花植株生物学特性研究
        2.2.1 测量方法
        2.2.2 结果与分析
    2.3 红花植株力学特性研究
        2.3.1 试验方法
        2.3.2 结果与分析
    2.4 二次花实验
        2.4.1 试验方法
        2.4.2 结果分析
    2.5 红花花丝悬浮特性试验研究
        2.5.1 实验装置和实验方法
        2.5.2 实验结果及分析
    2.6 小结
第三章 红花花丝采收装置结构设计
    3.1 红花花丝采收装置结构组成及工作原理
        3.1.1 红花花丝采收装置的总体结构组成
        3.1.2 工作原理
    3.2 花丝切割力学特性理论分析
        3.2.1 红花花丝受力分析
        3.2.2 红花瘦果破坏准则
    3.3 花丝悬浮特性理论分析
        3.3.1 自由悬浮速度
        3.3.2 花丝在上升气流中的受力分析
    3.4 红花采收装置关键部件设计及三维建模
        3.4.1 采摘头的设计
        3.4.2 红花采收装置关键部件建模
        3.4.3 红花采收装置干涉检查
    3.5 基于ADAMS的红花采收装置采摘头仿真分析
        3.5.1 ADAMS软件简介
        3.5.2 模型导入
        3.5.3 仿真环境中添加约束副、力和运动
        3.5.4 参数设置与结果分析
        3.5.5 仿真结论
    3.6 回转刀具切割试验研究
        3.6.1 试验装置和测试方法
        3.6.2 实验结果及分析
    3.7 小结
第四章 气力输送系统进花口的流场数值模拟
    4.1 Fluent流场模拟简介
    4.2 进花口的流场模拟
        4.2.1 进花口结构的设计方案及建模
        4.2.2 流场模拟的主控方程
        4.2.3 初始条件和边界条件
        4.2.4 网格划分与模拟计算
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
第五章 气力输送系统储花室的流场数值模拟
    5.1 储花室的设计方案
        5.1.1 总体要求
        5.1.2 储花室的设计方案
    5.2 三维建模及网格划分
        5.2.1 储花室内部结构的三维建模
        5.2.2 网格划分
    5.3 储花室的流场模拟
    5.4 结果与讨论
    5.5 小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
导师评阅表


【参考文献】：
期刊论文
[1]初始分布对气固提升管动力学模拟的影响[J]. 赵明朝,鲁波娜,王维,黄卫星,李静海.  化工学报. 2013(03)
[2]风送式喷雾机导流器结构优化及试验研究[J]. 宋淑然,夏侯炳,卢玉华,洪添胜,阮耀灿.  农业工程学报. 2012(06)
[3]生物质气化炉供风器的流场模拟及试验[J]. 吴杰,车丽娜,盛奎川,王维新,杨源錡.  太阳能学报. 2011(10)
[4]气吸振动式枸杞采收机的研究设计[J]. 杨浩生.  农村牧区机械化. 2011(04)
[5]红花采收及干燥方法[J]. 李洪军,李磊.  农村新技术. 2011(14)
[6]红花适时采收及干制方法[J]. 李洪军,李磊.  农村百事通. 2011(12)
[7]气固两相流模型在流场分析中的研究进展[J]. 孙晨,陈凌珊,汤晨旭.  上海工程技术大学学报. 2011(01)
[8]导流板改善弯管流场的数值模拟与优化[J]. 贾兴豪,彭向和,龙血松.  西南大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]基于FLUENT的直管气体输送参数的研究[J]. 伍雁,高家荣,胡永鹏.  新技术新工艺. 2010(10)
[10]基于Fluent的喷嘴型腔对射流影响的模拟仿真[J]. 许瑞,杜长龙,周浩,曾锐.  矿山机械. 2010(19)

硕士论文
[1]茶园风力除虫机出风管道设计及流场模拟研究[D]. 曾海洋.湖南农业大学 2012



本文编号：3059613