小型水稻联合收割机旋风分离清选装置的结构优化与试验

旋风分离清选装置具有体积小、重量轻、结构简单等优点,现已广泛应用于小型水稻联合收割机。但其清选过程中仍存在损失率高、湿物料清选效果不佳等问题,通过对旋风分离筒内部结构进一步优化与改进,并运用Fluent 15.0软件对优化前后的分离筒内部气流场进行了比较分析。以吸杂风机转速、扬谷器转速、挡板倾斜角度为试验因素,清洁率和损失率为性能评价指标,运用三元二次正交试验方法进行了台架试验,试验结果表明：当吸杂风机转速为2 452 r/min,扬谷器转速为783.8 r/min,挡板倾斜角度为41°时,装置性能最佳,此时清洁率为98.26%,损失率为0.003 5%。对照试验结果表明：脱出物含水率越高,装置优化后性能提升效果越明显,该结果可为后期旋风分离筒结构优化设计提供参考。     

基于EDEM-Fluent的荞麦旋风分离清选装置研究

【目的】设计适合荞麦清选的旋风分离清选装置,为提高我国荞麦的机械化收获水平提供支持。【方法】以“西农9979”品种荞麦为试验对象,测定荞麦和籽粒的主要物料特性,采用 EDEM-Fluent 耦合的仿真方法,对旋风分离筒不同截面的气流速度云图和荞麦籽粒在旋风分离筒内的运动进行分析,并对清选的清洁率和损失率进行仿真。【结果】Fluent仿真分析表明,旋风分离筒轴向气流对称性较好,基本不受入口位置的影响,中心轴处气流速度约为10 m/s,筒壁周围的气流速度约为5 m/s。喂入口位于分离筒上部时,在径向截面处的喂入口气流速度和分离筒内筒壁周围的气流速度相同,可能造成荞麦籽粒的大量损失。EDEM仿真分析表明,旋风分离筒喂入口位于上部、中部和下部时,清洁率分别为99.50%,98.80%和98.28%,损失率分别为8.456%,0.433%和0.260%。根据仿真结果,选择喂入口位于旋风分离筒中部,台架验证试验结果表明,所设计荞麦旋风分离筒的平均清洁率为94.78%,平均损失率为1.67%,可以较好地实现荞麦的分离和清选。【结论】所设计荞麦旋风分离清选装置可以满足荞麦旋风分离清选的需要。     

小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50～80 r/min、离心风机转速为1 700～1 900 r/min时,清洁率为95.0%～98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。     

旋风分离筒进料高度对筒内气相流场分布的影响

为了解进料高度对旋风分离筒内气相流场分布的影响,提高风力清选装置的清选效果,以湖南农业大学研制的5TY–100型油菜脱粒机旋风分离筒为研究对象,利用Gambit对3种进料高度(50、150、250 mm)的旋风分离筒建模,导入FLUENT中模拟仿真。模拟仿真结果表明:进料高度不影响旋风分离筒内涡核的轴向空间尺寸,但对旋风分离筒内的负压、气流速度、切向速度及涡核体积产生影响,进料高度越小,旋风分离筒内部的负压值越小,气流速度值、切向速度值、涡核体积越大。综合分析可得,进料高度越小,物料的清选效果越好。     

用垂直气流清选水稻种子的初步试验

本文介绍了垂直双风道气流法清选装置对小区水稻种子进行清选的试验结果,并通过对试验数据的综合分析,得出了风道气流速度、水稻品种、生产率等因素与清选净度、损失率、分离不清度等性能指标之间的关系。可供设计这一装置重合理选择上述参数的参考。     

联合收割机清选系统卷翼型风扇

谷物联合收割机上的清选风扇多为平直叶片式 ,外形采用简易矩形结构 (切角或不切角 )。该结构风扇由于叶片形式所存在的问题 ,在实际使用中气流有较大的撞击损失 ,而且噪音大 ,清选损失大。针对市场需求的实际情况 ,约翰·迪尔佳联收获机械有限公司开发了一种卷翼型清选风扇。这种风扇能够吸入大量气流 ,并产生较高的气流速度和均匀的气流分布 ,增强了清选效果 ,经试验各项指标明显优于目前联合收割机上使用的平直叶片式风扇。1　结构及原理该风扇主要由导风板、风扇窝壳、卷翼型风扇叶片、风扇幅盘等组成 (参见图 1)图 1　卷翼型风扇结构示…     

葡萄干颗粒和短穗轴的气流分离

研究了葡萄干和短穗轴等杂质的空气动力学特性，分析了用气流分离葡萄干颗粒和短穗轴的可能性及短穗轴在气流中的运动过程。为了研究葡萄干颗粒的清选效果，设计了试验装置，并通过该装置对部分理论分析的结果进行了验证。在葡萄干的气流清选中，根据混合物中各成分空气动力学特性的差异合理选择工作参数，将使清选效果明显提高。     

水稻脱出物旋风清选分离筒中籽粒分离效率分析

旋风分离清选适用于小型水稻联合收割机,在保证清选损失率小的前提下,降低含杂率是设计的关键。为探寻分离筒中气流和籽粒两相流动规律,选取水稻脱出物中谷粒、颖壳、瘪谷、杂穗等为研究对象,利用Fluent软件对4LZ-0.8型水稻联合收割机清选系统中的旋风分离清选装置进行三维数值仿真模拟,分析不同工况下清选模型中各组分籽粒的运动轨迹,计算其分离效率。并以低损试验条件下谷粒清洁率为主目标进行台架试验,对最优模型进行了试验验证,评价扬谷轮转速、吸杂风机转速和分离组件距入口高度三因素与装置清选性能之间的影响关系,通过建立回归模型,进行多目标优化求解,得到较优参数组合:当扬谷轮转速为1 163 r/min,吸杂风机转速为1 920 r/min,分离组件距入口高度为63.26 mm时,预测所得谷粒清洁率为99.26%,可为清选装置再设计提供参考。     

小型水稻联合收割机旋风分离清选试验

针对4LZ–0.8型小型水稻联合收割机在清选过程中存在的清选损失较大以及连续作业时湿物料易堵塞问题,对其分离清选装置进行了改进设计。改进后的装置由物料输送机构、扬谷器、旋风分离清选筒以及吸杂风机组成,去除了原有刮板抛送机构,在旋风分离筒中加装了半球体分离组件,改物料径向进入分离筒为切向进入。利用自制旋风分离清选试验台,以扬谷器转速、吸杂风机转速、分离组件距入口高度为试验因素,以谷粒清洁率和清选损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了清选系统的数学模型,优化确定了最佳参数组合。试验结果表明:当扬谷器转速为1 133 r/min,吸杂风机转速为2 609 r/min,分离组件距入口高度为51 mm时,谷粒清洁率达到98.93%,清选损失率为0.035%。     

气吸式花生壳仁清选装置仿真分析与试验

针对花生脱壳后花生仁与花生壳分离不彻底的问题,设计出一款负压风机-筛网组合清选装置。对影响清选效果的因素进行全面分析,排除了影响其作业效果的不可控因素,同时对重复影响清选效果的因素进行了梳理和分析,确定了影响清选的主要因素：含水率、辊筒转速、风机转速,并根据样机设计了花生脱壳试验。为分析气流在清选室内的分布特性及对仁-壳分离的影响,优化负压风机工作参数,以Fluent为工具,建立清选室内流场仿真模型,对花生仁壳的运动状态进行模拟仿真分析。结果表明,花生仁、壳在流场里有高速吸出、悬停、下落3种状态;破碎后体积较小的碎壳在流场中的停留较为随机,停留时间较长;负压风机转速为1 150 r/min时,碎壳被吸出效果最好,花生仁不易被吸出,部分大壳被吸出。样机试验表明：花生壳吸出率随负压风机转速上升而增大,当转速为1 150 r/min时分选效果最好,花生仁干净度达98%。通过仿真分析及试验,得到了各因素对清选干净度影响的显著性与相关性,并得到了清选干净度最大的作业参数,为今后花生种子脱壳作业参数的确定提供参考。     

储罐机械清洗技术的改进措施

针对传统的储罐机械清洗设备及其技术在部分环节上的不足,提出了具体的改进措施：将一罐增加为两罐,使离心泵始终在常压状态下工作;将制氮机与氧气检测仪联动运行,以安全控制罐内氧气的体积分数;将油水分离装置改成自动密闭撇油容器,以防止油气扩散,降低人员劳动强度;安装气动控制阀门,避免人员在油罐浮顶上切换清洗机,增强了安全保障。通过真空回收、监测、撇油、清洗机切换等技术改进和创新,引导油罐底泥清洗技术向高效化、密闭化、自动化的方向发展,值得普遍应用与推广。     

HNS型三相分离器的应用

在分析HNS型三相分离器工作原理及结构的基础上，通过现场实际应用测试，指出该设备油气水分离系统运行平衡，对含水率在80％以上的产出液，经该设备脱气，脱水处理后，原油含水率低于0．38％，水中含油低于300mg/L，完全能达到设计指标。     

黄河泥沙分离机整体平衡方法及应用

针对黄河水泥沙分离机振动问题,比较了分离机工作状态与动平衡实验状态下支承反力的差异,建立了两种状况的力学模型。重点分析了振动原因,提出了分离机的现场平衡方法。该法平衡速度快、精度高,具有较强的实用性。     

在线检测技术在旋风分离器性能评价中的应用

利用高压天然气管道内粉尘在线检测装置于2008年和2009年对国内某天然气管道计量站内多管旋风分离器性能进行评价。2008年的检测结果表明：该站旋风分离器效率过低,平均效率仅为62.4%。基于检测结果,分析了旋风分离器效率偏低的原因,并提出旋风分离设备的选型依据。该站于2009年更换了旋风分离器,更换后旋风分离器分离效率提高到90.6%,除尘效果明显。高压天然气管道内粉尘在线检测装置能够实现对天然气管道内粉尘的在线检测,具有安全可靠、实时性好、精度高的特点,可指导分离过滤设备的性能评价和选型。     

离心式气液分离器流场的全三维数值模拟

针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用CFD商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。     

离心式气液分离器流场的全三维数值模拟

针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用 CFD 商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。     

新型卧式组合分离器的数值计算

以中国石油设计公司西南分院设计的新型卧式组合分离器为研究对象,采用基于Euler方法描述的气、液两相流体的漂移流动模型模拟分离器内部的两相分离,针对其分离元件的最优组合工况,基于CFD方法,对其内部的气、液两相流动进行数值计算,分析了气液分离过程和分离效率,并将结果与试验结果进行对比.结果表明：该新型组合式分离器分离效率较高,能有效脱除天然气中的液相成分,同时针对积水槽、排液管及积液高度控制提出了优化建议.（表1,图6,参5）     

水下旋流气液分离器研究进展

旋流气液分离器能够实现高气速、高气液比工况下的气液分离,从而满足降本增效的要求。通过调研国内外水下旋流气液分离器的研究成果,对不同类型的水下旋流气液分离器进行了重点评述,从旋流场内液滴破碎机理、分离器内部流场参数等方面论述了水下旋流气液分离器的理论研究进展。结合工程实际需求,提出了水下旋流气液分离器研究中的不足及其未来的研究方向:建立水下旋流气液分离器的独立设计准则;进一步完善液滴在旋流场中破碎与聚合的理论研究;将旋流气液分离器与其他形式的分离器相结合,形成综合性的分离系统。     

介电式带绒棉种分选机滚筒数量的研究

为了确定介电式带绒棉种分选机应配备的滚筒数量，在单滚筒介电分选机上对带绒棉种进行了不同分选电压下不同分选次数的试验，并利用t检验法对试验数据进行了显著性检验。结果表明：介电式带绒棉种分选机配置2个滚筒是必要的，可以显著提高分选效果；如果配置3个滚筒进行3次分选，不仅不能提高分选效果，反而会使棉种损失量增加。     

输气管道站内分离器的选择

介绍了输气管道站内分离器的工作原理及主要结构,并对普通旋风分离器的气体流动、沉降理论进行了分析,同时对几种分离器进行了比较,目前输气管道站内分离器常用的是旋风式分离器。复壁式分离器特别适用于气体杂质中水的成分比较多,杂质的成分比较复杂的场合。