风筛式双风道横流风机清选装置的试验研究

• 作 者: 孙国建
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 横流风机 离心风机 气流场 清选装置 气流速度 联合收获机

清选装置是联合收获机的重要组成部分，它的性能优劣直接影响到整机的工作性能。提高联合收获机的清选质量将是解决我国谷物生产进一步发展的关键问题。在风筛式清选装置中筛面气流分布的好坏直接影响到清选的质量，而获得合理的筛面气流对风机的研究尤为重要。　　
由于传统离心风机出风口气流沿着横向分布不均匀，本文采用新疆-2型联合收获机清选装置所使用的双风道横流风机进行试验研究。借助江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室自行研制的DFQX-3型物料清选仿真与控制试验台，将原离心风机换成双风道横流风机，从气流场的角度进行清选室内气流速度（不考虑风向）试验与特性研究分析。在清选室内布置了75个测量点，测量了在三个不同横流风机进风口开度及五个不同转速下的各点风速，同时还测量了横流风机上下出风口沿叶轮宽度风向的气流速度。通过利用Matlab软件进行气流速度分布以及等势线图分析，横流风机在筛面上的气流速度能够满足清选物料的要求，而且横流风机沿出口端面上横向速度与压力分布比较均匀，气流沿纵向的速度的衰减呈现层流性。在相同转速下，与离心风机相比较，横流风机出风口的气流速度更高，风速的变异系数低、稳定性系数高。　　
利用Pro/Engineer软件建立了横流风机模型，采用Gambit软件对其进行网格划分与定义边界，通过FLUENT软件对其进行数值模拟计算，在模拟过程中采用了滑移网格非定常计算，分析了中心面与150mm截面的总压分布图、速度矢量图和湍流强度图，得出了横流风机沿出口端面上横向速度与压力分布比较均匀。风机出风口气流速度的模拟结果与试验测量结果总体趋势基本吻合。　　
对所采用的试验物料，利用自制的DFPF-25型物料悬浮速度测定装置，分别测定了其饱满籽粒、瘪谷、短茎秆及轻杂余的悬浮速度。并通过DFQX-3物料清选试验台进行试验，得到了风机转速在750r/min时清选效果最好，并对结果利用DPS数据处理系统进行回归分析，得到了横流风机的转速对清选效果的影响比较显著。　　
通过本课题在试验台上的研究，为风筛式横流风机清选装置的优化设计提供了试验数据以及研究方法。研究结果对联合收获机清选装置的设计改进具有理论指导意义和实用价值。