草原灭鼠毒饵喷撒机气力输送系统数值计算与结构优化
发布时间：2021-08-22 06:05
草原灭鼠毒饵喷撒机是一款能够喷撒颗粒毒饵进行草原灭鼠的高效机具，对控制草原鼠害、治理草原退化具有十分重要的意义。气力输送系统是草原灭鼠毒饵撒播机的核心部分，是关系草原灭鼠效率的决定性因素，但是原机没有对气力输送系统主要结构参数、流场特性做过理论研究。因此本课题对影响毒饵喷撒性能的主要结构参数和气力输送系统的流场特性，进行了如下研究：1)基于ANSYS Fluent软件，采用标准k-ε湍流模型和DPM模型对草原灭鼠毒饵喷撒机气力输送系统流场进行数值分析，得到两种气力输送系统结构的压力分布、速度分布以及毒饵颗粒的运动轨迹和运动速度。2)基于ANSYS Fluent软件对比分析不同喉管位置的气力输送系统流场特性，验证了喉管安放在摆动机构以下的可行性，从而避免因软管随转动盘一起摆动而导致软管疲劳断裂的问题。3)基于ANSYS Fluent软件分析气力输送系统喉管锥形管截面积对气力输送系统流场的影响，锥型管截面d尺寸应在50mm左右。4)基于MATLAB编程，以毒饵颗粒的射程为目标函数，运用黄金分割法，数值分析不同因素对气力输送系统弯管弯角选取的影响。得到：喷管弯管弯角的最佳值与空气阻力系数的关...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 毒饵喷撒机研究现状
1.2.2 气力输送发展现状
1.2.3 对气固两相流工程问题的研究现状
1.3 课题的研究基础
1.4 存在的主要问题和研究的目的
1.5 课题的研究内容和方法以及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
1.5.3 技术路线
2 计算流体力学概述
2.1 计算流体力学简介
2.2 CFD 基本控制方程
2.2.1 流体的质量守恒方程
2.2.2 流体的动量方程
2.2.3 流体能量守恒方程
2.3 FLUENT 软件简介
3 气力输送系统气固两相流数值模拟
3.1 毒饵颗粒模型
3.2 气相模型
3.3 几何模型
3.4 网格划分
3.5 材料的设定
3.6 边界条件
3.7 数值模拟结果及分析
3.7.1 模拟结果验证
3.7.2 压力分布
3.7.3 速度分布
3.7.4 毒饵颗粒轨迹及速度分析
3.8 喉管锥形管截面积对流场的影响
4 弯管弯角优化
4.1 数学模型
4.2 黄金分割法求极值
4.3 条件
4.4 程序流程框图
4.5 数值计算结果与分析
4.5.1 弯管弯角最优值与空气阻力系数的关系
4.5.2 空气阻力系数的确定
4.5.3 弯管弯角最优值与自然风速的关系
4.5.4 弯管弯角最优值分析
5 气力输送系统性能试验研究
5.1 试验材料
5.2 试验装置及测量仪器
5.3 试验过程
5.3.1 原样机喷管空气流速测量
5.3.2 优化后气力输送系统入口空气流量和全压测量
5.3.3 优化后气力输送系统出口毒饵颗粒速度测量
5.4 试验结果与分析
5.4.1 原样机喷管空气流速
5.4.2 优化后气力输送系统进口压强与流量的关系
5.4.3 优化后气力输送系统出口毒饵颗粒速度与流量的关系
6 总结与建议
6.1 总结
6.2 建议
致谢
参考文献
附录
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]抛体运动的几点研究[J]. 许立明. 科技传播. 2012(06)
[2]单帧单曝光图像法测量气固两相流速度场[J]. 张晶晶,范学良,蔡小舒. 工程热物理学报. 2012(01)
[3]图像处理技术在稀相气固两相流粒度测量中的应用[J]. 周云龙,赵红梅,李莹,李洪伟. 化工自动化及仪表. 2011(10)
[4]基于FLUENT与正交实验法的二通插装阀性能分析及结构优化[J]. 解宁,刘杰,郭津津,田磊. 组合机床与自动化加工技术. 2011(09)
[5]基于Fluent软件数值分析新型旋风筒气固两相流场[J]. 张自力,赵蔚琳,邢宁宁,莫昌发,刘春杨. 水泥. 2011(09)
[6]基于Fluent的混合弯管流场的数值模拟[J]. 周毅,闫光辉. 机械设计与制造. 2011(09)
[7]基于FLUENT的两种管道内流体分析[J]. 王三武,毛龙,杨涛,蒋益飞. 机械. 2011(06)
[8]气力输送技术的发展及其在粮食行业中的应用[J]. 曹宪周,鲁选民. 粮食与饲料工业. 2011(06)
[9]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)
[10]基于Fluent的多圆柱体绕流场数值模拟[J]. 胡卫华. 科技导报. 2010(24)
硕士论文
[1]冷吹除雪机气固两相流数值分析[D]. 刘腾云.吉林大学 2012
[2]气力卸船机吸嘴流场分析及结构优化[D]. 赵志明.华南理工大学 2012
[3]两相流射流过程的数值模拟研究[D]. 聂世谦.太原科技大学 2011
[4]涡流空气分级机内气流及气固两相流的数值模拟研究[D]. 刘桂凤.北京化工大学 2011
[5]基于ANSYS的900t造桥机有限元分析[D]. 徐艳平.长安大学 2011
[6]细粉加料装置料腔内气固两相流场的数值模拟分析[D]. 蔡芬.华中科技大学 2011
[7]排气消声器压力损失仿真与试验研究[D]. 赵世举.重庆大学 2010
[8]旋风分离器的气固两相特性研究与数值模拟[D]. 周韬.上海交通大学 2007
[9]圆柱状粒子气力输送设计计算系统的研究与开发[D]. 陈宜民.浙江大学 2005
本文编号：3357159
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 毒饵喷撒机研究现状
1.2.2 气力输送发展现状
1.2.3 对气固两相流工程问题的研究现状
1.3 课题的研究基础
1.4 存在的主要问题和研究的目的
1.5 课题的研究内容和方法以及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
1.5.3 技术路线
2 计算流体力学概述
2.1 计算流体力学简介
2.2 CFD 基本控制方程
2.2.1 流体的质量守恒方程
2.2.2 流体的动量方程
2.2.3 流体能量守恒方程
2.3 FLUENT 软件简介
3 气力输送系统气固两相流数值模拟
3.1 毒饵颗粒模型
3.2 气相模型
3.3 几何模型
3.4 网格划分
3.5 材料的设定
3.6 边界条件
3.7 数值模拟结果及分析
3.7.1 模拟结果验证
3.7.2 压力分布
3.7.3 速度分布
3.7.4 毒饵颗粒轨迹及速度分析
3.8 喉管锥形管截面积对流场的影响
4 弯管弯角优化
4.1 数学模型
4.2 黄金分割法求极值
4.3 条件
4.4 程序流程框图
4.5 数值计算结果与分析
4.5.1 弯管弯角最优值与空气阻力系数的关系
4.5.2 空气阻力系数的确定
4.5.3 弯管弯角最优值与自然风速的关系
4.5.4 弯管弯角最优值分析
5 气力输送系统性能试验研究
5.1 试验材料
5.2 试验装置及测量仪器
5.3 试验过程
5.3.1 原样机喷管空气流速测量
5.3.2 优化后气力输送系统入口空气流量和全压测量
5.3.3 优化后气力输送系统出口毒饵颗粒速度测量
5.4 试验结果与分析
5.4.1 原样机喷管空气流速
5.4.2 优化后气力输送系统进口压强与流量的关系
5.4.3 优化后气力输送系统出口毒饵颗粒速度与流量的关系
6 总结与建议
6.1 总结
6.2 建议
致谢
参考文献
附录
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]抛体运动的几点研究[J]. 许立明. 科技传播. 2012(06)
[2]单帧单曝光图像法测量气固两相流速度场[J]. 张晶晶,范学良,蔡小舒. 工程热物理学报. 2012(01)
[3]图像处理技术在稀相气固两相流粒度测量中的应用[J]. 周云龙,赵红梅,李莹,李洪伟. 化工自动化及仪表. 2011(10)
[4]基于FLUENT与正交实验法的二通插装阀性能分析及结构优化[J]. 解宁,刘杰,郭津津,田磊. 组合机床与自动化加工技术. 2011(09)
[5]基于Fluent软件数值分析新型旋风筒气固两相流场[J]. 张自力,赵蔚琳,邢宁宁,莫昌发,刘春杨. 水泥. 2011(09)
[6]基于Fluent的混合弯管流场的数值模拟[J]. 周毅,闫光辉. 机械设计与制造. 2011(09)
[7]基于FLUENT的两种管道内流体分析[J]. 王三武,毛龙,杨涛,蒋益飞. 机械. 2011(06)
[8]气力输送技术的发展及其在粮食行业中的应用[J]. 曹宪周,鲁选民. 粮食与饲料工业. 2011(06)
[9]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)
[10]基于Fluent的多圆柱体绕流场数值模拟[J]. 胡卫华. 科技导报. 2010(24)
硕士论文
[1]冷吹除雪机气固两相流数值分析[D]. 刘腾云.吉林大学 2012
[2]气力卸船机吸嘴流场分析及结构优化[D]. 赵志明.华南理工大学 2012
[3]两相流射流过程的数值模拟研究[D]. 聂世谦.太原科技大学 2011
[4]涡流空气分级机内气流及气固两相流的数值模拟研究[D]. 刘桂凤.北京化工大学 2011
[5]基于ANSYS的900t造桥机有限元分析[D]. 徐艳平.长安大学 2011
[6]细粉加料装置料腔内气固两相流场的数值模拟分析[D]. 蔡芬.华中科技大学 2011
[7]排气消声器压力损失仿真与试验研究[D]. 赵世举.重庆大学 2010
[8]旋风分离器的气固两相特性研究与数值模拟[D]. 周韬.上海交通大学 2007
[9]圆柱状粒子气力输送设计计算系统的研究与开发[D]. 陈宜民.浙江大学 2005
本文编号：3357159
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