便攜式采棉機(jī)風(fēng)機(jī)的三維數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、我國是一個農(nóng)業(yè)大國，棉花種植面積居世界首位，但采摘作業(yè)多以落后的手工作業(yè)方式為主。近幾十年從國外引進(jìn)和我國自行研制的采棉機(jī)都或多或少的存在一些問題，使得機(jī)械采棉沒有得到大面積的推廣。所以，目前市場上迫切需要一款采摘效率高，成本低且便于攜帶的采棉機(jī)。X公司的X牌便攜式采棉機(jī)能夠較好的滿足這一市場需求，但是存在著效率低和棉花進(jìn)入風(fēng)機(jī)后不能及時排出的問題。
　　本文使用商用CFD軟件FLUENT對X牌便攜式采棉機(jī)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，

2、并利用所得結(jié)果再結(jié)合相關(guān)理論知識，對其葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)和出口進(jìn)行優(yōu)化。主要工作及成果如下:
　　(1)完成了采棉機(jī)風(fēng)機(jī)的性能測試。建立了風(fēng)機(jī)的三維模型，合理的劃分了計(jì)算區(qū)域，確定了合適的湍流模型與求解參數(shù)，完成了對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的三維數(shù)值模擬。同時，通過與測試結(jié)果的對比，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。
　　(2)仔細(xì)分析了整機(jī)的流動規(guī)律，形成了風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場整體認(rèn)識。詳細(xì)分析了斜槽內(nèi)的流場和壓力，得出了凸臺對于棉花在風(fēng)機(jī)內(nèi)的流動具有重要作

3、用，無需對凸臺進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)論。本文還對風(fēng)機(jī)出口內(nèi)部流場進(jìn)行了仔細(xì)分析，得出了造成出口流場較差，棉花流出不暢的原因是風(fēng)機(jī)奇特的出口方式的結(jié)論。
　　(3)利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理和方法，以風(fēng)機(jī)葉輪的入口角、出口角、厚度及葉片數(shù)量作為影響因子，各選四個不同水平，以風(fēng)機(jī)效率為目標(biāo)，對風(fēng)機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后風(fēng)機(jī)效率得到了明顯提升，但是出口流場沒有明顯改善。最后通過改變蝸殼出口的辦法，優(yōu)化風(fēng)機(jī)出口流場。優(yōu)化后風(fēng)機(jī)效率較原風(fēng)機(jī)提升了3