秸秆揉丝机揉搓机构内流场仿真与分析.pdf

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1、2014年8月农机化研究第8期秸秆揉丝机揉搓机构内流场仿真与分析尚坦，郭贵生(西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌7121O0)摘要：揉搓筒是秸秆揉丝机的关键部件。为了研究秸秆揉丝机揉搓机构内部物料的流动特征，采用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics，CFD)方法，基于ANSYS—Fluent软件，选用标准一s模型，研究了揉搓机构内的流体力学特性，获取了揉搓筒内的压力和速度等参数及物料的流动特征，为进一步没计和改进此类揉搓机构提供参考。关键词：秸秆揉丝机；流场；数值模拟；仿真中图分类号：$817；S

2、126文献标识码：A文章编号：1003—188X(2014)08-0032-04软件对机构内速度分布等参数与信息进行模拟，以期0引言为分析此类设备的流场特征提供参考。我国秸秆类粗纤维原料极其丰富，每年有着7亿1揉搓机构工作原理t左右的产出。近年来，秸秆加工机械飞速发展，推动了秸秆的综合利用，促进了畜牧业发展。秸秆揉丝机揉搓机构主要由外部的揉搓筒和内部的揉搓盘将秸秆加工成柔软的丝状物，便于压缩打捆、长途运组成，机构动力由带轮传递给揉搓盘主轴，主轴带动输，提高了牲畜的适VI性、采食率和消化率¨。秸秆揉搓盘转动，对由人口送人揉搓筒的秸秆丝进行

3、揉搓揉丝机作为一种新的秸秆加工机械，应用越来越广和抛送。揉搓机构简化模型如图1所示。物料由人泛。设计制造出高效节能的揉搓机构是保证生产口进入，揉搓盘高速逆时针旋转，物料受到揉搓盘的质量和节约成本的重要因素。摩擦和捶打，以极高的线速度被剪切。由于离心力作揉搓机构是一种对丝状物料的揉搓和抛送装置，用和流体力学效应，物料在经过揉搓橇和隔板的揉搓高速旋转的揉搓盘外面是带有锯齿形隔板的焊接简挤压后由出口抛送而出。体。由于揉搓盘的转速高且与简体之间的间隙较小，因而能在间隙处产生很高的剪切力，揉搓盘和简体产生强烈的局部剪切流和湍流，达到高效的揉搓、粉

4、碎、抛送的效果。机构内部物料流动非常复杂，仅仅依靠流动的宏观特性难以进行可靠的结构设计。物料的流动状态直接关系到机构的能耗和产品质量等，因此对揉搓机构内部物料流场变化的研究具有极其重要的现实意义。1．人口2．揉挠盘3．出LJ目前，揉搓机构的研究主要针对机构固体部件的图l揉搓机构示意图力学分析，无法准确、有效地预测出物料的流动分布Fig．1Sketch()ftubbingorganization状况；而机构内部物料流动分布状况直接关系到生产揉搓机构有以下主要特点：的效率、产品的质量等J。本文采用ANSYS—Fluent1)物料在机构内运动

5、由加速、揉搓、抛送3个过程组成；收稿日期：2013—08—272)下部焊接有锯齿形隔板，能延长物料在揉搓筒基金项目：公益性行业(农业)科研专项(201003063—07)内的滞留时间，增强物料和内壁面的相互作用，有效作者简介：尚坦(1987一)，男，山东兖州人，硕士研究生，(E—mail)提高了揉搓效果；tandy2008@qq．COITI。通讯作者：郭贵生(1962一)，男，陕西户县人，副教授，硕士生导师，3)人口较大，出口较小，延长物料在揉搓筒内的(E—mail)ggsh888@yahoo．com．cn．滞留时问，物料可经历多次揉搓

6、，提高了产品质量。2014年8月农机化研究第8期参考文献：[J]．PowderTechnology，2009，189(2)：172—176．[1]裴进灵，张抓虎．户用型双面划丝秸秆揉丝机[J]．当代农北京农业机械化学院．农业机械学(上册)[M]．北京：中机，2007(11)：72—73．国农业出版社，1981：207—209．[2]翁伟，杨继玲，赵育玲．我国秸秆资源化技术现状及其发中国农业机械化科学研究院．农业机械设计手册(下册)展方向[J]．中国资源综合利用，2004(7)：18-21．[K]．北京：中国农业出版社，2007：1310

7、—1312．[3]赵祥雄，何予鹏，苏宗伟．RC一18高强高效秸秆揉搓机的王福军．计算流体力学分析：CFD软件原理与应用[M]．设计[J]．浙江农业科学，2009(3)：623—626．北京：清华大学出版社，2004．『4]BoerefijnR，JuvinPY，GarzonP．Ana~owsizedistribution张凯，王瑞金，王刚．Fluent技术基础与应用实例[M]．北onahighshearmixerbyapplyingafluxnumberapproach京：清华大学出版社，2010．TheSimulationandAnal

8、ysisoftheCropRubbingFilamentMachineShangTan，GuoGuisheng(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，Nor