基于cfd-dem耦合的小区收割机气流清选装置的设计研究

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1、分类号密级ＵＤＣ—硕壬学位论文警變誦基于ＣＦＤ－ＤＥＭ禪合的小区收割机气流清选装置的设计研究，＇＇ｒ＊－，ｔ；．：；，巧冷＂Ｉ边一，ｆ，心？松＇ｊ：＇＇、－ｉ，―一。ｗ；ｗ、Ｓｉ，：巧‘作者姓名：王孙？｜‘＂？，心＇工程领域：机械工程ｊ．，．：、＞－．ａ％Ｔ．－．．：２２０１３０８５２０１０２３Ｉ．．．１．．学，号－－－＞？兴，’指导教师：王志刚教授麵、，＇；＾ｋ一—麵．－完成日期：２０１５年５月．．＿＾’．－Ｈｎ＾童－么制西华大学学位论文独创性

2、声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用巧容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的研究成果，化不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：王批指导教师签《：多会倘朵穿曰期．曰期西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学

3、校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可於将本论文的全部或部分巧容编入有关数据库进行检索，可Ｌ义采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）学位论文作者签名：夏糾指导教师签名：军冰着島日期：日期ＪClassifiedIndex:完成日期：2015年5月UDC:密级：XihuaUniversityMasterDegreeDissertationResearchonAirflowCleaningDeviceUsedonPlotWheatCombineHarve

4、sterCandidate:WangSunMajor:MechanicalEngineeringStudentID:212013085201023Supervisor:WangZhigangFeiYuMay,20152西华大学硕士学位论文摘要谷物清选是农业小区联合收割机非常关键的一个部分，联合收割机清选分离系统的功用是将经过脱粒滚筒分离出来的谷粒混和物中的杂质清除干净。作为小区收割机关键的组成部分，其在田间作业效率高低和功用优劣能够直接影响到小区收割机整机是否能稳定运行和谷物质量的高低，尤其包括对清选谷粒洁净率和损失率的影响。所以清选装置设计一定要提高小区收割机清选谷物的洁

5、净率、减少谷物的损失率。本设计将在一般清选装置研究的基础之上（一般联合收割机采用的双层风扇筛子式清选装置）采用双层风扇筛子式与气流筒式（旋风分离筒）共同组合的新型清选系统。改变传统的联合收割机清选装置清洁率较低的缺点，并根据小区收割机对实验田谷物的清洁率高、破损率低等收割技术要求，着重对清选系统中的旋风分离筒进行设计研究，研究谷物混合物在分离筒中的运动规律，综合运用计算流体力学、离散单元法及其耦合的等理论知识对清选装置进行分析研究，并利用计算流体动力学软件Fluent和颗粒离散元软件EDEM耦合对不同参数下的清选装置进行模拟仿真，为之后的清选装置结构的优化提供理论支持。也为

6、以后探索新的清选分离装置提供了思路，此课题具有重要的研究价值。本文的主要工作内容如下：本文主要对旋风分离筒进行设计，分析影响旋风分离筒效率的一些结构参数，利用CFD-DEM耦合对气流筒式装置（旋风分离筒）进行数值模拟与研究。分析结果表明，麦粒在气流形成外涡流的作用下沿着筒壁做螺旋向下的运动，速度逐渐减小，麦粒在锥体部分形成堆积，而且停留在锥体部分的时间较长，延长了麦粒进入集粮仓的时间，影响了粮食收集的工作效率，可能造成的原因锥体段的结构尺寸的影响，需要对机构参数进行改进。与筒壁发生较大碰撞的大部分麦粒在入口处的位置靠近中心轴的一侧，因此在满足其他条件的情况下，入口的宽度应尽

7、量的小。利用CFD-DEM耦合技术分析不同结构参数对麦粒运动轨迹的的影响。分析结果表明增大分离筒的直筒段和锥筒段的高度都对麦粒的运动轨迹有较好的作用，直筒段的直径的变小虽有利于麦粒在分离筒内的运动，但使麦粒与筒壁的碰撞更加强烈。以此为依据对分离筒进行改进并对改进后的结构参数进行模拟仿真分析。关键词：小区联合收割机；旋风分离筒；CFD-DEM耦合；FLUENT-EDEM耦合I基于CFD-DEM耦合小区收割机气流清选装置的设计研究AbstractCerealcleaningishighlycriticaloftheag