雙出風口多風道清選裝置的設(shè)計及試驗研究.pdf

1、隨著高產(chǎn)水稻種植面積的不斷擴大，以及國家鼓勵農(nóng)村土地使用權(quán)流動政策的出臺，農(nóng)業(yè)規(guī)?；N植的逐步形成，對聯(lián)合收獲機械作業(yè)性能、作業(yè)效率等提出了更高的要求。清選裝置是聯(lián)合收獲機最重要的核心工作部件之一，清選性能的好壞直接關(guān)系到整機的工作性能。國內(nèi)新研制的水稻聯(lián)合收獲機在大喂入量脫粒分離技術(shù)取得突破的同時，卻仍然沿用傳統(tǒng)單出風口清選技術(shù)與裝置，這就造成了脫粒性能與清選性能的不匹配，制約了整機作業(yè)性能和效率的提高。開展高性能、高效率清選技術(shù)與裝

2、置的研究，推動水稻聯(lián)合收獲機產(chǎn)品的升級換代，具有重要的科學意義和實用價值。
　　針對現(xiàn)有切縱流聯(lián)合收獲機清選裝置在水稻喂入量≥5kg/s時，籽粒清選損失率大、籽粒含雜率高等問題，提出了一種與斜置切縱流脫粒裝置相匹配的高效清選裝置—雙出風口多風道清選裝置，并進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)值模擬和試驗研究，主要包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了國內(nèi)外聯(lián)合收獲機清選裝置的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點，指明了多風道清選裝置的研究方向，提出了采用CFD數(shù)值模

3、擬和試驗驗證相結(jié)合的手段為雙出風口多風道離心風機的設(shè)計提供科學依據(jù)。
　　(2)針對傳統(tǒng)水稻聯(lián)合收割機單出風口清選裝置存在的問題，提出了雙出風口多風道清選裝置的總體配置方案，分析了切縱流脫出混合物和氣流在雙出風口多風道清選裝置的運動情況，通過理論分析和計算完成了雙出風口多風道離心風機、振動篩及回程輸送板等主要部件和傳動系統(tǒng)的詳細設(shè)計，確定了清選裝置的工作參數(shù)。
　　(3)在Solidworks中建立了三個雙出風口多風道離心風

4、機的三維流道模型，利用ICEM完成網(wǎng)格劃分，并導入到FLUENT進行數(shù)值計算，通過對Z=-162mm截面及Z=-371mm截面上風機內(nèi)部速度場與壓力場、四個風機出風口的速度等勢線與等壓線以及出風量大小、風速分布范圍等詳細分析與對比，得出風機Ⅱ性能最優(yōu)。同時，進一步分析了轉(zhuǎn)速、分風板角度和進風口直徑等參數(shù)變化對風機Ⅱ內(nèi)部和出風口流場分布的影響。
　　(4)完成三種雙出風口多風道離心風機的制造，構(gòu)建了基于熱線式風速儀的風機測量試驗臺，

5、開展了三種風機出風口的風速試驗研究，運用Matlab繪制了風機出風口速度分布圖，并與仿真結(jié)果進行了對比。分析表明，風機CFD數(shù)值模擬結(jié)果與試驗測量結(jié)果量值上相差10％～20％，但總體分布規(guī)律相互吻合，證明了數(shù)值模擬結(jié)果的可行性。為了驗證雙出風口多風道離心風機的實際應(yīng)用效果，將優(yōu)選出的風機Ⅱ移植到新型斜置切縱流聯(lián)合收獲機中，通過風機轉(zhuǎn)速、分風板Ⅰ傾角、分風板Ⅱ傾角及魚鱗篩開度等田間正交試驗，得出清選性能最優(yōu)參數(shù)組合:A2 C3 B3 D2