科研产出
滚筒筛式膜杂分离装置数值模拟与参数优化
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：滚筒筛式膜杂分离装置存在膜杂混合物经筛分后膜中含杂率高等问题，利用计算流体力学（CFD）与离散元（DEM）耦合方法，对滚筒筛式膜杂分离装置清选室气流场动态分布以及装置内物料运动情况进行数值模拟，确定工作参数范围。选取气流角度、进气口风速和滚筒转速为试验因素，进行气固两相流耦合仿真试验，分析各试验因素对清选室气流场以及对装置内物料运动情况的影响，以产出物含膜率、杂中含膜率及残膜产出量为评价指标，开展三因素三水平正交试验，通过多目标优化的方法得到最佳工作参数组合：进气口风速为8.5 m/s、气流角度为8°、滚筒转速为26 r/min,在此条件下进行验证试验，结果表明：产出物含膜率为89.31%、杂中含膜率为1.99%、残膜产出量为0.032 6 kg/s,试验结果与理论优化值相对误差小于7%,各指标分别优于工作参数优化前0.87个、3.82个、6.57个百分点。该研究验证基于DEM-CFD气固两相流耦合仿真对滚筒筛式膜杂分离装置流场分析的可行性，为滚筒筛式膜杂分离装置作业参数优化提供理论依据。
关键词： DEM-CFD耦合 膜杂分离 数值模拟 正交试验 响应面分析
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气吸式残膜回收机集膜装置改进设计与试验
《中国农机化学报 》 2023 北大核心
摘要：针对残膜回收机回收后的残膜含杂率高难以利用的问题，改进设计一种兼具膜杂分离和残膜收集功能的集膜装置。对残膜与杂质在气流场中的运动规律进行分析，探明物料运动轨迹的影响因素。以离心风机转速、隔板到输膜入口距离、隔板高度为试验因素，以含杂率为试验指标进行田间试验，结果表明各因素对含杂率的影响由大到小为：隔板距离、离心风机转速、隔板高度。利用Design-Expert软件响应曲面图，进行综合影响效应分析，得出离心风机转速1 974 r/min,隔板距离767 mm,隔板高度723 mm,在此参数条件下含杂率为6.97%。研究结果可为残膜回收设备研发提供依据。
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残膜物料空气动力学特性与膜杂分离装置试验
《中国农机化学报 》 2020 北大核心
摘要：针对机械化回收后的残膜与棉杆、碎土块等杂质不易分离,难以实现二次利用的问题,本文基于膜杂混合物空气动力学特性的不同,设计滚筒筛式膜杂分离装置。通过对膜杂混合物在滚筒筛内的运动规律进行分析,阐明了滚筒筛转速与直径的相互关系。以滚筒筛转速、喂料口风速和滚筒筛长度为试验因素,以分离后残膜的含杂率为试验指标进行实地试验,结果表明各因素对残膜含杂率的影响由大到小为:滚筒筛转速>滚筒筛长度>喂料口风速。通过正交试验极差分析和方差分析得出,当滚筒筛转速为30 r/min,喂料口风速为6.15 m/s,滚筒筛长度为2 800 mm时,分离后残膜含杂率为8.4%。研究结果可为膜杂分离设备研发提供理论依据。
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