回转组合多层筛筛选过程及风道气流场的仿真分析及研究

发布时间：2020-07-19 08:37

【摘要】：筛选和风选是谷物除杂中重要的环节,回转组合多层筛是一个集风选、筛选于一体的大产量、高效率的谷物清理设备。回转组合多层筛是在原平面回转筛的基础上改进制成的四组八层筛面的粮食清理筛。在物料的筛选过程中,粮食颗粒与杂质颗粒发生碰撞,运动情况较为复杂,筛体的运动参数与筛选产量和筛分效率之间也有着密切的联系,回转组合多层筛风选系统内风道系统结构复杂,内部气流场的流动情况无法准确的观察。本文以回转组合多层筛为原型,研究其筛选系统和风选系统,利用三维建模软件Solidworks进行回转组合多层筛三维实体模型的建立。回转组合多层筛四组筛面的运动情况相同,所以以其中一组筛面为研究对象,研究其筛选过程。由于回转组合多层筛上层筛面主要进行大杂质的清理,下层筛面主要进行小杂质的清理,两层筛面的主要清理对象不同,所以运用离散元仿真软件EDEM分别对筛选过程中上层筛面和下层筛面的物料流运动情况进行数值模拟。运用流体动力学仿真软件Fluent对回转组合多层筛风选系统内的风道系统气流场进行模拟。论文主要进行的工作如下:(1)开展回转组合多层筛筛选系统的研究,主要对上下两层筛面上的物料颗粒运动情况和筛面运动参数与物料推进速度、筛选效率之间的关系进行研究。在EDEM中建立小麦颗粒模型、茎秆模型、石块模型。设置不同物料之间的接触属性、筛体运动参数以及颗粒工厂等,将建立的回转组合多层筛上层筛三维模型导入离散元仿真软件EDEM中进行数值模拟。采用控制变量法来分别改变筛面回转半径、筛面倾斜角度、筛面回转频率等筛面运动参数,得到不同运动参数下的物料流的运动情况以及小麦和茎秆过筛的形态。还可以得到不同运动参数与物料推进速度、杂质去除率和谷物提取率之间的关系,从而获取最佳的筛选运动参数。(2)采用四因素三水平正交实验对回转组合多层筛下层筛的筛选过程进行数值模拟。在筛面回转半径、筛面倾斜角度、筛面回转频率三个因素的基础上,引入物料含杂率这个因素。分别统计九个正交模拟实验中物料的推进速度和筛分效率,并采用极差法来分析这四个因素对推进速度和筛分效率的影响,由于推进速度和筛分效率这两项指标值所决定的最佳运动参数组合不同,所以采用矩阵分析法,分别求得推进速度和筛分效率的权矩阵,通过两项指标的权矩阵相加得到的总权矩阵,得到兼顾物料推进速度和筛分效率的筛面最佳运动参数组合。(3)开展回转组合多层筛风选系统内气流动力学研究,由于整个风选过程发生在风道系统内,所以使用流体动力学仿真软件Fluent对回转组合多层筛风道系统内的气流场进行模拟,并根据风道系统沉降室气流场内存在的涡流面积大、气流速度高、低速沉降区面积小等问题。分别通过改变上、下沉降室挡风板位置和结构来调节沉降室气流场内的风速,降低沉降室内气流不稳定性,减少涡流的产生,改善杂质沉降效果,提高风选效率,通过对比不同结构下的速度云图、矢量图和监测点的风速曲线,验证结构改动对沉降室内气流分布、风速变化的影响。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS210.3
【图文】：

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