风—筛式土壤残膜分离装置内气—固流场试验与分析

发布时间：2021-06-22 17:13

　　地膜覆盖栽培技术自引入我国以来,地膜用量在不断增加,在带来显著经济效益的同时,也产生了严重的负面影响。每年在田野、土壤、沟河中都会残存大量塑料薄膜,既影响农作物的生长、降低产量,还会对农机具的田间作业造成影响。从我国残膜的使用特点及目前残膜回收机械的回收效果来看,残留在耕层内的残膜碎片较难以回收,残膜碎片不能完全被清除,“白色污染”就不能彻底治理。本文为了研究提高耕层残膜的回收率,设计了风筛式土壤残膜分离平台装置,装置采用双曲柄机构来减小装置的振动性,利用Pro/e软件对装置进行了参数化设计和仿真运动分析。对土壤残膜进行了无气流条件下的筛分试验,利用极差、方差法对残膜筛分率和有利于风筛试验的筛面后区残膜含量进行了分析,优选了振动筛参数组合。对筛分装置内的气流场进行了布点测量,分析了装置内的气流场规律,并结合FLUENT对气流场的数值模拟对离心风机安装参数进行了优选。并对土壤残膜进行了风筛试验,得出了振动筛和离心风机的最佳参数组合为离心风机倾角5°,出风口风速20m/s,曲柄转速180r/min,筛面倾角6°,鱼鳞筛开度为20°,此时的残膜回收率为93.2%。 

【文章来源】：塔里木大学新疆维吾尔自治区

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内残膜回收机械研究现状
        1.2.2 国外残膜回收机械研究现状
        1.2.3 筛分装置及气流场的研究现状
    1.3 课题研究的目的与意义
    1.4 研究内容和目标
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
第2章 振动筛的运动分析
    2.1 设计原理
    2.2 筛体运动分析
    2.3 气流场中单颗粒物料在筛面上的运动分析
        2.3.1 当筛体有向左的运动趋势
        2.3.2 当筛体有向右的运动趋势
        2.3.3 物料起跳临界指标
        2.3.4 运动状态总结
    2.4 本章小结
第3章 基于Pro/E振动筛的设计与运动仿真分析
    3.1 振动筛装置工作参数的确定
    3.2 基于Pro/E的土壤残膜振动筛的建模
        3.2.1 构件的参数化建模设计
        3.2.2 振动筛机构的虚拟装配设计
    3.3 运动仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 筛选装置试验研究
    4.1 调试预试验
        4.1.1 土壤含水率的测定
        4.1.2 曲柄转速的选择
    4.2 对于有物料，无气流情况下的试验
    4.3 试验与分析
        4.3.1 对振动筛筛面a区残膜残留率的试验分析
        4.3.2 对振动筛筛面b区残膜残留率的试验分析
        4.3.3 对振动筛总筛分率的试验分析
    4.4 本章小结
第5章 气流速度测定分析
    5.1 调试预试验
        5.1.1 离心风机倾角度范围的选择试验
        5.1.2 风速大小的选择试验
    5.2 在无物料，有气流情况下的试验
    5.3 试验数据测量及分析
        5.3.1 数据测量
        5.3.2 数据分析
    5.4 本章小结
第6章 基于FLUENT筛分装置内气流场的仿真分析
    6.1 软件简介
    6.2 流体运动基本方程
    6.3 利用GAMBIT建立几何模型和网格划分
        6.3.1 建立几何模型
        6.3.2 网格划分
        6.3.3 边界条件
    6.4 FLUENT仿真模拟
        6.4.1 仿真与气流速度测定对比分析
        6.4.2 仿真分析及参数选择
    6.5 风筛式土壤残膜振动筛筛分效果试验
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于参数化建模的强制惯性分离室气流清选原理研究[J]. 王立军,潘志洋.  东北农业大学学报. 2014(03)
[2]贯流式谷物清选装置气固两相流数值模拟与试验[J]. 杜小强,肖梦华,胡小钦,陈建能,赵匀.  农业工程学报. 2014(03)
[3]国内外地膜应用及回收装备的发展现状[J]. 张佳喜,谢建华,薛党勤,韩晶,侯书林.  农机化研究. 2013(12)
[4]平面振动筛分装置气流场的数值模拟与试验[J]. 李骅,尹文庆,何文龙.  南京农业大学学报. 2013(06)
[5]新疆兵团残膜机械化回收现状分析[J]. 王鹏,曹卫彬,张鹏,张振国,王侨.  农机化研究. 2013(09)
[6]一种残膜回收复式作业机的设计[J]. 谢建华,侯书林,刘英超.  农机化研究. 2013(06)
[7]农用残地膜回收机械发展概述[J]. 王福义.  农业科技与装备. 2012(09)
[8]有关残膜回收技术的分析探讨[J]. 沙吾列·居马汉.  农村牧区机械化. 2012(03)
[9]风筛式清选装置振动筛上物料运动CFD-DEM数值模拟[J]. 李洪昌,李耀明,唐忠,徐立章.  农业机械学报. 2012(02)
[10]花生联合收获机清选系统振动筛运动仿真分析[J]. 张日红,朱立学.  仲恺农业工程学院学报. 2010(04)

硕士论文
[1]废塑料薄膜分选关键技术及设备研究[D]. 李春花.山东理工大学 2013
[2]木煤振动筛的研究设计[D]. 濮文娟.南京林业大学 2011
[3]油菜联合收获机清选装置的优化分析及试验研究[D]. 唐伦.湖南农业大学 2010
[4]棉秆集堆及残膜回收联合作业机设计及试验[D]. 郭振华.新疆农业大学 2009
[5]油菜的风筛式清选气流场的试验研究和数值模拟[D]. 林恒善.江苏大学 2005



本文编号：3243224