【摘要】：針對(duì)目前新疆紅花產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)紅花花絲機(jī)械化采收的研究尚處于起步階段，沒有出現(xiàn)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)型，主要依靠人工采收這一現(xiàn)狀，本文基于紅花物料特性的研究，針對(duì)紅花干花絲以氣力式采收為原理，采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真等方法設(shè)計(jì)了一種紅花花絲采收裝置，并采用CFD技術(shù)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的收集裝置和吹花口管路的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，最終確定了最佳的紅花花絲采收、收集、輸送等系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為紅花花絲機(jī)械化采收裝置的研發(fā)提供了科學(xué)的依據(jù)和方法。本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作： 1、紅花物料特性分析。結(jié)合文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研、試驗(yàn)研究等方法得到了紅花植株生物學(xué)特性(植株外部形態(tài)、果球空間分布及果球和萼片直徑等)和花絲物料特性(不同成熟度花絲含水率及花絲在自然放置狀態(tài)下的表面積等)等相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)鮮花絲、半干花絲和干花絲進(jìn)行分類，并確定其對(duì)紅花花絲采收裝置的影響，，為紅花花絲采收裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 2、紅花花絲采收裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模。確定紅花干花絲的采收原理，對(duì)采收裝置進(jìn)行整體設(shè)計(jì)并分析其工作原理，運(yùn)用SolidWorks軟件對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模、裝配及干涉檢查。并對(duì)影響花絲采摘和收集效果的收集裝置及吹花口管路結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方案設(shè)計(jì)，通過后續(xù)流體仿真，選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)組合。 3、為達(dá)到提高花絲采凈率和降低風(fēng)機(jī)功率的目的，本文在對(duì)氣力輸送系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)及對(duì)系統(tǒng)沿程損失計(jì)算的基礎(chǔ)上，針對(duì)吹花口管路設(shè)計(jì)了直管型管路和漸縮管型管路，并采用Fluent流體軟件對(duì)這兩種管路進(jìn)行了流場(chǎng)數(shù)值模擬。通過對(duì)比分析模擬結(jié)果，得出傾斜式吹花口管路內(nèi)部壓力和速度分布較均勻，在吹花口內(nèi)未出現(xiàn)渦旋現(xiàn)象，三個(gè)分支管進(jìn)風(fēng)口處風(fēng)度相同，約為7.43m/s，三個(gè)出風(fēng)口處風(fēng)速分布均勻而且風(fēng)速值相差很小，分別為10.3m/s和11.0m/s，此外，該結(jié)構(gòu)還便于將風(fēng)力聚集，增大風(fēng)量，是最優(yōu)的結(jié)構(gòu)組合。 4、為改善紅花花絲的采摘和收集效果，達(dá)到提高花絲收集效率、降低掉落量的目的，在原有收集裝置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，改善收集裝置的外部形狀和吹花口角度，通過采用Fluent軟件對(duì)不同外部形狀和不同吹花角度的收集裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行流場(chǎng)模擬。模擬結(jié)果表明，兩側(cè)吹花口傾斜30°的梯形錐面式收集裝置內(nèi)中部高速區(qū)域面積最大，氣流匯合后中下部的低速區(qū)域面積較小，兩側(cè)氣流向出口處流動(dòng)非常順暢，截面Ⅱ上的三股氣流在不降低風(fēng)速的前提下能夠匯合為一股，大大降低了吹花口管路之間的低速區(qū)，可以很好的采摘、收集和輸送該截面方向植株上的花絲，而且節(jié)約能源，便于制造。
【圖文】：

圖 1-1 氣吸肩負(fù)式紅花采收機(jī)Fig.1-1 A harvesting machine ofsafflower based on suction andshoulder style圖 1-2 氣吸手推式紅花采收機(jī)Fig.1-2 A harvesting machine ofsafflower based on suction andhand pushing style圖 1-3 氣吸式紅花采收機(jī)Fig.1-3 A harvesting machinsafflower based on suction s.2.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)，由于紅花植株特殊的外部形態(tài)，目前還停留在人工采收階段，沒有出現(xiàn)使用的紅花采收機(jī)械。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)紅花收獲機(jī)械進(jìn)行研究的單位雖然較多，但是集中在一些兵團(tuán)基層農(nóng)機(jī)人員及石河子大學(xué)等一些高等院校的教師，目前尚未形成廣應(yīng)用的產(chǎn)品。1994 年，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)的葉全民、左月明研制了一種頂生小果實(shí)采摘機(jī)[17]（圖 1機(jī)械利用氣吸原理，將果實(shí)吸下后通過吸氣軟管輸送至集料箱。該采摘機(jī)專門針對(duì)的采收設(shè)計(jì)了負(fù)壓吸引 剪切式采集頭，具有較好的適應(yīng)能力，但是該機(jī)存在著大，未考慮紅花花絲柔韌性，存在切不上，收不凈的缺點(diǎn)。2005 年，新疆塔城也門勒鄉(xiāng)闊村的周瑛、沈鳳芳公開實(shí)用新型專利“一種電動(dòng)紅花器”[18]（圖 1-5）。該專利介紹了一種利用轉(zhuǎn)動(dòng)的抓花扇將紅花花絲收集至刀片片通過做往復(fù)運(yùn)動(dòng)將花絲剪下并輸送至貯花箱，該機(jī)因工作效率低未見使用。

圖 1-1 氣吸肩負(fù)式紅花采收機(jī)Fig.1-1 A harvesting machine ofsafflower based on suction andshoulder style圖 1-2 氣吸手推式紅花采收機(jī)Fig.1-2 A harvesting machine ofsafflower based on suction andhand pushing style圖 1-3 氣吸式紅花采收機(jī)Fig.1-3 A harvesting machinsafflower based on suction s.2.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)，由于紅花植株特殊的外部形態(tài)，目前還停留在人工采收階段，沒有出現(xiàn)使用的紅花采收機(jī)械。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)紅花收獲機(jī)械進(jìn)行研究的單位雖然較多，但是集中在一些兵團(tuán)基層農(nóng)機(jī)人員及石河子大學(xué)等一些高等院校的教師，目前尚未形成廣應(yīng)用的產(chǎn)品。1994 年，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)的葉全民、左月明研制了一種頂生小果實(shí)采摘機(jī)[17]（圖 1機(jī)械利用氣吸原理，將果實(shí)吸下后通過吸氣軟管輸送至集料箱。該采摘機(jī)專門針對(duì)的采收設(shè)計(jì)了負(fù)壓吸引 剪切式采集頭，具有較好的適應(yīng)能力，但是該機(jī)存在著大，未考慮紅花花絲柔韌性，存在切不上，收不凈的缺點(diǎn)。2005 年，新疆塔城也門勒鄉(xiāng)闊村的周瑛、沈鳳芳公開實(shí)用新型專利“一種電動(dòng)紅花器”[18]（圖 1-5）。該專利介紹了一種利用轉(zhuǎn)動(dòng)的抓花扇將紅花花絲收集至刀片片通過做往復(fù)運(yùn)動(dòng)將花絲剪下并輸送至貯花箱，該機(jī)因工作效率低未見使用。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S225

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張宏飛;曹紅松;趙捍東;朱基智;;數(shù)值仿真中湍流模型的選擇[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2006年04期

2 陳永輝;王強(qiáng);樸明波;;湍流模型的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀[J];能源與環(huán)境;2009年02期

3 王建勛;龐新安;胡云喜;;阿拉爾墾區(qū)紅花栽培氣候生態(tài)條件分析[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2006年03期

4 陳曉峰;張東峰;;麻黃草物料特性的測(cè)定與分析[J];中國(guó)農(nóng)機(jī)化;2006年01期

5 熊莉芳;林源;李世武;;-湍流模型及其在FLUENT軟件中的應(yīng)用[J];工業(yè)加熱;2007年04期

6 程堯;方雷;石報(bào)榮;;農(nóng)作物秸稈物料特性及粉碎設(shè)備的研究[J];貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

7 干方建,潘曉陽,胡開文;煙草物料風(fēng)力輸送速度的分析和研究[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年02期

8 張小兵;;集氣罩合理設(shè)計(jì)[J];機(jī)電技術(shù);2008年01期

9 王峻曄,葛曉陵,吳東棣;分支流理論研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;1998年03期

10 王榮,焦群英,魏德強(qiáng);葡萄與番茄宏觀力學(xué)特性參數(shù)的確定[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2004年02期

本文編號(hào)：2673991