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《倾斜气流清选装置中物料的动力学特性_轨迹和分离研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第17卷第6期农业工程学报Vol.17No.6222001年11月TransactionsoftheCSAENov.2001文章编号:100226819(2001)0620022204倾斜气流清选装置中物料的动力学特性、轨迹和分离研究李 革,赵 匀,俞高红(浙江大学)摘 要:通过研究物料在倾斜气流中的动力学,建立了相对精确的动力学模型,应用数值计算方法计算出倾斜气流清粮室内的物料运动轨迹和气流速度、物料速度单因素变化的关系曲线,提出了在实际工况中如何调整参数以使清选装置达到最佳清选状态。关键词:物料清选;气流分离;空气动力
2、学2+中图分类号:S226.5文献标识码:A 气流分离装置是一种结构简单,故障率低的物物料的牵连速度(图1),则物料相对运动速度为料清选方式,装置内的物料在倾斜气流作用下,谷物v=V-u(1)和各种混杂物由于其运动轨迹不同而被分离。研究物料运动传统分析受到计算条件限制,采用了将模型近似处理的方法计算物料的运动轨迹。本文建立了相对精确的动力学方程,并应用数值计算方法在VB平台上编制了物料运动轨迹和落点位置,以及气流速度、方向和物料的速度、方向的相关程序。在倾斜气流清选装置中,清选效果取决于气流图1 物料在倾斜气流中的受力分
3、析速度、气流角度、物料进入倾斜气流的方向和速度以Fig.1Theforcesofmaterialinslopingairflow及清选装置的尺寸。根据物料动力学方程和数值计算,确定了理论清选最佳参数,通过对单因素变化分当气流垂直向上,物料悬浮于空中,气流对物料析,提出了在实际工况中可能出现的偏差,以及如何22作用力与重力平衡,F=KmVL=mg,K=göVL。调整参数使倾斜气流清粮室达到最佳清粮状态。在mg气流对物料的作用力:F=-2vv,与v方向VB平台上以图形显示,为人机对话优化和调整参VL数创造了条件。相反,建立平面
4、矢量形式动力学微分方程mgdV1 倾斜气流中物料的动力学方程-2vv+mg=m(2)VLdt转换成角度形式微分方程将谷物及混杂物作为在倾斜气流作用下的质gdVx点,建立动力学方程。为了消去质量m和简化积分-2vvx+g=VLdt运算,在方程中列入物料悬浮速度VL,以取代漂浮(3)gdVy系数。以物料进入倾斜气流点作为坐标原点,铅垂方-2vvy=dtVL向为x,水平方向为y,气流与水平方向夹角为B,速其中:度为u,物料的初始速度为V0,与铅垂方向夹角为A,Pvx=Vx-ucosB+=Vx+usinB物料的漂浮速度为VL,绝对
5、速度V,把u看作空气对2Pvy=Vy-usinB+=Vy+ucosB收稿日期:2001201205 修订日期:20012082212作者简介:李革,博士生,杭州市华家池 浙江大学农业工程与代入方程组(3),得到食品学院,310029 第6期李 革等:倾斜气流清选装置中物料的动力学特性、轨迹和分离研究23dVx-g22目标是:使短茎秆轨迹从清粮室右侧中上部穿过;f1(Vx,Vy)==2(Vx+usinB)+(Vy-ucosB)(Vx+usinB)+gdtVL小石头落点在清粮室底部左端;饱满谷粒落点在距dVy-g22清粮室底部
6、左端0.3m左右的位置;不成熟谷粒的f2(Vx,Vy)==2(Vx+usinB)+(Vy-ucosB)(Vy-ucosB)dtVL落点在距清粮室底部左端0.7m左右的位置上。图(4)2是优化结果,此时物料初始速度为2mös、角度物料初始速度10°,倾斜气流速度为21.5mös、角度0。Vx0=V0cos(2P-A0)=V0cosA0Vy0=V0sin(2P-A0)=-V0sinA02 质点速度和位移1)求各点速度微分方程组(4)只能用数值方法求其原函数。以时间$t为步长,设Vxi,Vyi为$t时间的初始速度二维分量,求出$
7、t时间后的速度～Vxi+1=Vxi+$tõf1(Vxi,Vyi)图2 优化的物料轨迹(5)～Fig.2TheoptimumlocioffourmaterialsVyi+1=Vyi+$tõf2(Vxi,Vyi)V～～以图2各物料落点作为标准,优化得到的物料xi+1,Vyi+1为$t时间速度近似值,其精确度不高,相当于以初始加速度为高,$t时间为宽的矩形初始速度的大小、方向和气流速度的大小、方向中的面积,为了提高其精度,对方程组(5)进行修正3个参数作为定值,一个参数作为变量,计算各物料V～～))落点相对于标准的偏移。落点变化
8、时,各物料相对目xi+1=Vxi+$tö2(f1(Vxi,Vyi)+f1(Vxi+1,Vyi+1～～标中心的偏移是向左为负,向右为正;而对短茎秆向Vyi+1=Vyi+$tö2(f2(Vxi,Vyi)+f2(Vxi+1,Vyi+1))下偏移为负,向上为正。物料初始速度大小、方向和(6)气流速度大小、方向对
