一種吸氣式采棉機(jī)氣動(dòng)部分的仿真與改善研究.pdf

1、本文研究的采棉機(jī)是一種吸氣式的小型采棉機(jī)，其核心部件是一臺(tái)離心風(fēng)機(jī)。該采棉機(jī)作業(yè)靈活、采凈率高、采摘的棉花含雜質(zhì)少，但是當(dāng)棉鈴與棉朵不容易分離時(shí)，該采棉機(jī)不能順利地將棉朵吸入，這時(shí)需要手工將棉朵摘下，影響了采棉效率。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采棉機(jī)的“吸力”由采棉頭入口的真空度和流量共同影響，因此把吸入功率作為衡量采棉機(jī)“吸力”的指標(biāo)。
　　首先建立了采棉機(jī)氣動(dòng)部分的流體區(qū)域模型，利用前處理軟件GAMBIT劃分模型的計(jì)算網(wǎng)格、定義邊界類型

2、和區(qū)域類型，在FLUENT仿真軟件中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和迭代計(jì)算，模擬了多個(gè)工況流量下采棉機(jī)的運(yùn)行狀況。
　　然后仿真輸出了采棉機(jī)在不同流量下對應(yīng)的真空度，繪制并分析了采棉機(jī)的吸入功率—流量特性曲線。并將由仿真數(shù)據(jù)繪制的曲線和由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制曲線進(jìn)行了對比和分析，驗(yàn)證仿真分析的可靠性。同時(shí)，文中還分析了采棉機(jī)在某一工作流量時(shí)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的壓力場和速度場。
　　最后以提高采棉機(jī)的吸入功率為主要目標(biāo)，利用因果圖分析總結(jié)了影響采棉機(jī)吸入功

3、率的因素，并通過討論分析各因素進(jìn)行改進(jìn)的必要性確定了提高采棉機(jī)吸入功率的改進(jìn)點(diǎn)。分別改變了葉輪的葉片數(shù)、葉片出口角和葉片出口寬度等結(jié)構(gòu)參數(shù)，仿真并分析了各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對采棉機(jī)氣動(dòng)性能的影響。在提高吸入功率的同時(shí)兼顧離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)損失，選擇較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行組合，得到葉輪的兩個(gè)改進(jìn)方案。分別對應(yīng)用兩個(gè)改進(jìn)方案后的采棉機(jī)進(jìn)行建模與仿真，通過對比分析仿真結(jié)果，確定了葉輪的優(yōu)選改進(jìn)方案，指出改進(jìn)后采棉機(jī)的最佳工作流量。并最終通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真