【摘要】：為研究揉碎機揉碎腔內(nèi)的流場結構和流動狀態(tài),運用計算流體力學方法,基于滑移網(wǎng)格技術,對揉碎機空載時腔內(nèi)的湍流非定常流場進行了三維瞬態(tài)數(shù)值模擬,得到了轉速為2 800r/min時,揉碎機轉子轉動1周時間內(nèi),揉碎室和拋送室的流場空氣動力學特性參數(shù)隨時間變化規(guī)律,準確地反映了瞬態(tài)流場結構信息。結果表明:低壓區(qū)在拋送室中半徑為0~20mm附近,最高壓力區(qū)在拋送葉片與內(nèi)壁間隙,容易形成回流造成物料排出不易;啟動階段最大速度發(fā)生在出料口內(nèi)側尖角區(qū)域;軸向壓力速度分布過于均勻,進而影響整機效率。此研究為揉碎機內(nèi)部流場結構優(yōu)化提供了新方法,提出了改進該機型的方向,為優(yōu)化該機效率奠定了理論基礎。
【圖文】：

做圓周運動的錘片，將秸稈進行剪切和擊碎，同時在錘片和揉碎室內(nèi)壁的齒板間揉搓作用下，將秸稈物料加工成具有一定長度和粗細度的柔軟絲狀段［12－15］。其主要性能參數(shù)如表1所示。1．齒條2．主軸3．錘片4．喂入口5．拋送口6．拋送葉板圖1揉碎機內(nèi)部結構簡圖Fig．1TheStructurediagraminsidemachine表1性能參數(shù)Table1Performanceparameters項目參數(shù)配套動力7．5kW電機或8．82～11．03kW小四輪拖拉機生產(chǎn)率1t/h主軸轉數(shù)2700～3000r/min整機質(zhì)量200kg轉子直徑400mm葉片傾角后傾10°外形尺寸(長×寬×高)1600mm×1000mm×1750mm適應的物料①作物秸桿(玉米、高梁、蔡花等粗秸稈);②細小樹枝條等作業(yè)形式固定作業(yè)或掛在拖拉機作業(yè)，轉移和較長距離運輸作業(yè)質(zhì)量加工后的物料細軟如絲絮狀，揉碎率可達95%以上為了提高數(shù)值計算精度，更準確地對流場進行分析，建立了揉碎機的三維全流場幾何模型。首先，建立轉子總成裝備體，如圖2所示;其次，建立揉碎室部分如圖3所示。根據(jù)CFD的基本理論，數(shù)值模擬的計算區(qū)域是流體實際通過區(qū)域。為了更好地離散化計算域，達到良好的模擬效果，本文對轉子裝配體先進行簡化再導入流體計算軟件。計算模型的建立在GAMBIT中完成，將圖1和圖2的．x_t格式三維模型通過Parasolid文件類型倒入GAMBIT中;然后進行split計算，并且re-tain轉子的模型，得到計算區(qū)域模型。1．拋送葉片2．錘片架3．矩形錘片4．主軸5．擋銷6．槽形錘片圖2轉子裝配圖Fig．2Assemblydrawingrotor1．拋出口2．喂入口圖3揉碎室簡圖Fig．3Assemblydrawingrotor1．2滑移網(wǎng)格模型應用滑移網(wǎng)格技術可以處理揉碎機內(nèi)流場的仿真問題。因為在揉碎機實際工作中，錘片及拋送葉板與揉碎室內(nèi)壁存在相互作用，轉子每?

rmanceparameters項目參數(shù)配套動力7．5kW電機或8．82～11．03kW小四輪拖拉機生產(chǎn)率1t/h主軸轉數(shù)2700～3000r/min整機質(zhì)量200kg轉子直徑400mm葉片傾角后傾10°外形尺寸(長×寬×高)1600mm×1000mm×1750mm適應的物料①作物秸桿(玉米、高梁、蔡花等粗秸稈);②細小樹枝條等作業(yè)形式固定作業(yè)或掛在拖拉機作業(yè)，轉移和較長距離運輸作業(yè)質(zhì)量加工后的物料細軟如絲絮狀，揉碎率可達95%以上為了提高數(shù)值計算精度，更準確地對流場進行分析，建立了揉碎機的三維全流場幾何模型。首先，建立轉子總成裝備體，如圖2所示;其次，建立揉碎室部分如圖3所示。根據(jù)CFD的基本理論，數(shù)值模擬的計算區(qū)域是流體實際通過區(qū)域。為了更好地離散化計算域，達到良好的模擬效果，本文對轉子裝配體先進行簡化再導入流體計算軟件。計算模型的建立在GAMBIT中完成，將圖1和圖2的．x_t格式三維模型通過Parasolid文件類型倒入GAMBIT中;然后進行split計算，并且re-tain轉子的模型，得到計算區(qū)域模型。1．拋送葉片2．錘片架3．矩形錘片4．主軸5．擋銷6．槽形錘片圖2轉子裝配圖Fig．2Assemblydrawingrotor1．拋出口2．喂入口圖3揉碎室簡圖Fig．3Assemblydrawingrotor1．2滑移網(wǎng)格模型應用滑移網(wǎng)格技術可以處理揉碎機內(nèi)流場的仿真問題。因為在揉碎機實際工作中，錘片及拋送葉板與揉碎室內(nèi)壁存在相互作用，轉子每轉過一定角度，，流場結構隨之變化，物料流同時會隨時間產(chǎn)生非定常流動，導致揉碎機的內(nèi)流場的模型應該歸為變形區(qū)域流動問題。FLUENT中用于運動問題的計算模型包括運動坐標系和運動域兩種。運動坐標系包括單參考坐標系(SＲF)、多重參考系模型(MＲF)及混合面模型(MixingPlaneModel)，運動域方法包含滑移網(wǎng)格模型(SlidingMeshes)和動
【作者單位】： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(51365034) 中國博士后科學基金項目(2014M552532XB)
【分類號】：S817.12

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本文編號：2541274