發(fā)布時間：2019-05-18 02:51

【摘要】：土壤風(fēng)蝕是土壤在風(fēng)力作用下剝蝕、分選、搬運的過程,是干旱、半干旱地區(qū)面臨的一個重大環(huán)境問題,土壤風(fēng)蝕會導(dǎo)致土壤質(zhì)地變粗,結(jié)構(gòu)變壞。集沙儀是一種研究農(nóng)田土壤風(fēng)蝕的重要裝置,是觀測風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)和研究風(fēng)沙運動規(guī)律的關(guān)鍵設(shè)備,為獲得大量而精確的風(fēng)蝕數(shù)據(jù),需要不斷地對集沙儀進行創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計。以FLUENT軟件和微型風(fēng)洞為試驗平臺,對分流對沖式多通道自動集沙儀風(fēng)沙分離器的排氣管直徑、排氣管長度、排沙口直徑、排沙口收縮高度進行了優(yōu)化設(shè)計。數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗的結(jié)果顯示:改進型風(fēng)沙分離器排氣口和排沙口的降速性能與原風(fēng)沙分離器相比有了明顯的提高,強風(fēng)條件(13.8m/s)下排氣管直徑為25mm、排氣管長度為25mm、排沙口直徑為75mm、排沙口收縮高度為15mm時,氣流對集沙儀自動采集傳感器的沖擊力最小,排氣口最高風(fēng)速為2.23m/s,比原風(fēng)沙分離器降低了 7.47%,平均風(fēng)速為0.68m/s,比原風(fēng)沙分離器降低了 8.11%,排沙口最高風(fēng)速為1.52m/s,比原風(fēng)沙分離器降低了 35.59%,平均風(fēng)速為0.23m/s,比原風(fēng)沙分離器降低了 28.13%,氣固分離效率平均值為99.82%,與原風(fēng)沙分離器相比略有提高,大約提高了 0.02%。在滿足等動力性、高效率性和非選擇性三條基本原則下,對多通道自動集沙儀的導(dǎo)向板,集沙儀外殼,旋轉(zhuǎn)裝置,集沙儀支架,集沙單體進行了優(yōu)化設(shè)計,并對集沙儀的降速和集沙性能進行了試驗驗證。結(jié)果表明,優(yōu)化后的多通道自動集沙儀具有較好的降速性能和集沙性能,平均集沙效率為91.98%,等動力性為92.06%,在野外環(huán)境中工作情況良好。
[Abstract]:Soil wind erosion is the process of soil denudation, sorting and transportation under the action of wind. It is a major environmental problem in arid and semi-arid areas. Soil wind erosion will lead to thicker soil texture and worse structure. Sand collector is an important device to study soil wind erosion in farmland. It is the key equipment to observe the structure of wind sand flow and study the movement law of wind sand. In order to obtain a large number of accurate wind erosion data, it is necessary to continuously innovate and optimize the design of sand collector. Using FLUENT software and micro wind tunnel as the test platform, the diameter of exhaust pipe, the length of exhaust pipe, the diameter of sand outlet and the shrinkage height of sand outlet are optimized. The results of numerical simulation and wind tunnel test show that the speed reduction performance of the improved air sand separator outlet and sand outlet is obviously improved compared with the original air sand separator, and the diameter of the exhaust pipe is 25mm under strong wind condition (13.8m/s). When the length of exhaust pipe is 25mm, the diameter of sand outlet is 75mm, and the shrinkage height of sand outlet is 15mm, the impact force of air flow on the automatic acquisition sensor of sand collector is the smallest, and the maximum wind speed of exhaust port is 2.23m / s, which is 7.47% lower than that of the original wind and sand separator. The average wind speed is 0.68 m / s, which is 8.11% lower than that of the original wind and sand separator, and the maximum wind speed of the sand outlet is 1.52 m / s, 35.59% lower than that of the original wind sand separator, and the average wind speed is 0.23 m / s. Compared with the original wind-sand separator, the average gas-solid separation efficiency is 99.82%, which is slightly higher than that of the original wind-sand separator, which is about 0.02% higher than that of the original wind-sand separator. Under the three basic principles of isodynamic, high efficiency and non-selectivity, the guide plate, sand collector shell, rotating device, sand collector support and sand collecting monomer of the multi-channel automatic sand collector are optimized. The speed reduction and sediment collecting performance of the sand collector are verified by experiments. The results show that the optimized multi-channel automatic sediment collector has good speed reduction performance and sediment collection performance, the average sediment collection efficiency is 91.98%, the isodynamic performance is 92.06%, and the working condition is good in the field environment.
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S157;S237

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉海洋;孔麗麗;陳智;宣傳忠;宋濤;司志民;;可移動微型低速風(fēng)洞的設(shè)計與試驗[J];農(nóng)機化研究;2016年09期

2 宋濤;陳智;麻乾;司志民;劉海洋;宣傳忠;;分流對沖式集沙儀設(shè)計與性能試驗[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2015年09期

3 張正Pr;董治寶;;降塵收集方法對降塵效率的影響[J];環(huán)境科學(xué);2013年02期

4 楊友勝;張建平;聶松林;;水射流噴嘴能量損失研究[J];機械工程學(xué)報;2013年02期

5 李熒;史永革;蔣富強;葛盛昌;張小勇;;全風(fēng)向梯度集沙儀的研制[J];鐵道技術(shù)監(jiān)督;2012年02期

6 安磊;黃寧;;流場中集沙儀集沙效率的數(shù)值模擬[J];中國沙漠;2011年03期

7 王振波;馬藝;金有海;;切流式旋流器內(nèi)兩相流場的模擬[J];中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年04期

8 趙滿全;王金蓮;劉漢濤;陳智;;集沙儀結(jié)構(gòu)參數(shù)對集沙效率的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2010年03期

9 鄒春霞;申向東;李彰俊;;陰山北麓農(nóng)牧交錯帶裸露耕地土壤風(fēng)蝕物垂直分布規(guī)律[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2010年01期

10 付麗宏;趙滿全;;旋風(fēng)分離式集沙儀設(shè)計與試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2007年10期

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1 吳翠平;SLG型粉體表面改性機流場特性與數(shù)值模擬研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

2 劉漢濤;陰山北麓保護性耕作地表抗風(fēng)蝕效果的試驗研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

3 陳智;陰山北麓農(nóng)牧交錯區(qū)地表土壤抗風(fēng)蝕能力測試研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

4 榮姣鳳;移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞研制與應(yīng)用[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

5 何文清;北方農(nóng)牧交錯帶農(nóng)用地風(fēng)蝕影響因子與保護性農(nóng)作制研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

6 臧英;保護性耕作防治土壤風(fēng)蝕的試驗研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

7 張金鎖;旋轉(zhuǎn)曲線管道粘性流體流動特性研究[D];浙江大學(xué);2001年

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1 劉奇?zhèn)?復(fù)雜地形下的風(fēng)沙流場模擬及輸沙率的計算[D];蘭州大學(xué);2008年

2 王金蓮;布袋式集沙儀結(jié)構(gòu)參數(shù)對集沙效率影響的試驗研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

3 段學(xué)友;可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞流場空氣動力學(xué)特性的測試與評價[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

4 冬梅;可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞集沙儀及排沙器的性能試驗研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

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本文編號：2479608