粮食主要清理设备流场数值仿真测试分析及结构优化设计

发布时间：2022-11-06 16:01

　　随着我国粮食的收获机械化程度不断提高,粮食中杂质（特别是小麦秸秆段,玉米芯碎块等）增加严重。粮食收获后没有有效配套的清理技术及设备,造成商品粮的含杂率大幅度上升。粮食中有大量的秸杆和糠皮,在储藏过程中极容易发热,发生污染、霉变、虫害,直接造成粮食损失甚至达到6%左右,对下游的粮食加工带来了很大的影响,严重影响了加工产品的品质,增加了加工企业的成本。安全高效的解决粮食收获阶段的清理滞后问题,将收获的粮食直接进行清理,清除杂质,使商品粮的杂质（大、中杂）含量符合现行相关的国家标准的要求十分迫切。本文结合结合原粮风选筛分原理及流体动力学,针对不同物料空气动力学性能的不同运用FLUENT软件对粮食清理设备内部气流场进行了数值模拟并对模拟结果进行了分析研究,采用单因素法对设备不同的结构优化参数所对应的气流速度场,气流速度矢量,气流速度云图,流线图和压力场进行对比,以确定最佳优化参数。并通过实验验证了结果的可靠性,最终对设备进行了再设计,绘制设备图纸。针对TFDZ-100垂直吸风道内部流场进行数值模拟,与64个监控点风速实测结果相比较,绝对误差大于1m/s监测点占比为6.25%,绝对误差大于0.5... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 项目来源
    1.2 研究的目的和意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文的主要研究内容和技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 本章小结
2 颗粒受力分析及数学模型建立
    2.1 颗粒受力分析
        2.1.1 颗粒在气流中阻力
        2.1.2 颗粒在不同风选形式下空气动力学分析
        2.1.3 非球形颗粒沉降
        2.1.4 影响风选效果的因素
    2.2 流体数值模型的建立
        2.2.1 连续性方程
        2.2.2 动量守恒方程(N-S方程)
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 本章小结
3 垂直吸风道风选器的数值仿真及优化设计研究
    3.1 FLUENT简介
        3.1.1 FLUENT软件结构
        3.1.2 本文数值模拟流程路线
    3.2 垂直吸风道简介
    3.3 模型的建立与求解
        3.3.1 物理模型建立
        3.3.2 网格的划分
        3.3.3 边界条件及求解方法控制的设定
    3.4 数值结果分析
        3.4.1 分离区分析
        3.4.2 稳定区分析
        3.4.3 C区分析
    3.5 设备结构改进与对比
        3.5.1 优化设备稳定区厚度
        3.5.2 优化进料口深入长度
        3.5.3 改善涡流状况
        3.5.4 优化前后速度云图对比
    3.6 垂直吸风道设计图纸绘制
        3.6.1 设备三维零件绘制与组装
        3.6.2 工程图的制作
    3.7 本章小结
4 高效振动筛气与圆筒初清筛流场的数值模拟与分析
    4.1 高效振动筛气数值模拟与分析
        4.1.1 高效振动筛简介
        4.1.2 模型的建立与计算
        4.1.3 数值结果分析
    4.2 圆筒初清筛的数值模拟与分析
        4.2.1 圆筒初清筛简介
        4.2.2 模型的建立与计算
        4.2.3 数值结果分析与设备优化
    4.3 本章小结
5 垂直吸风道气流场的测试
    5.1 垂直吸风道实验方案设计
        5.1.1 实验目的
        5.1.2 实验相关设备介绍
        5.1.3 实验测试方案及结果
    5.2 数据结果对比分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]垂直吸风道风选器的仿真分析及研究[J]. 常栋科,武文斌,原富林,苑兵丰,贾勉,王龙龙.  粮食与饲料工业. 2015(05)
[2]油菜联合收获风筛选的研究动态及发展趋势[J]. 江涛,吴崇友,伍德林.  中国农机化学报. 2014(05)
[3]运用科技手段,提高粮食检验效果——粮食检验的必要性及影响因素分析[J]. 高凤艳.  硅谷. 2013(24)
[4]我国小麦加工装备的发展趋势[J]. 曹武军.  农产品加工. 2013(05)
[5]小麦清理工艺的演进及其新技术新装备的应用[J]. 毛广卿.  农产品加工. 2011(03)
[6]超重型振动筛筛箱有限元及模态特性分析[J]. 郭年琴,罗乐平.  机电工程技术. 2010(04)
[7]风选通道分析及优化设计[J]. 李金亮,吕传毅,杨先海.  机械设计与制造. 2009(02)
[8]风选机的气流场分析与优化设计[J]. 谭春亮,王科社,范涛,王准.  北京机械工业学院学报. 2006(01)
[9]FLUENT用于大气污染扩散的数值模拟[J]. 许雅娟,罗挺.  后勤工程学院学报. 2005(02)
[10]谷物清选机的研究现状和发展趋势[J]. 邓春香,陶栋材,高英武.  农机化研究. 2005(02)

博士论文
[1]风筛式清选装置理论及试验研究[D]. 李洪昌.江苏大学 2011

硕士论文
[1]大型高含杂原粮风选机的研究及设计[D]. 刘平.河南工业大学 2013
[2]茶叶风选过程的数值模拟及风选机械的优化设计[D]. 杨韬.浙江工业大学 2012
[3]振动筛分机械的动态特性分析与结构优化设计研究[D]. 周磊.河南理工大学 2010
[4]水泥砂浆包装机背压式喂料原理的研究[D]. 马延杰.江南大学 2008
[5]基于FLUENT软件的建筑物风场数值模拟[D]. 黄滢.华中科技大学 2005



本文编号：3703793