發(fā)布時(shí)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(yùn)的過(guò)程,是干旱、半干旱地區(qū)面臨的一個(gè)重大環(huán)境問(wèn)題,土壤風(fēng)蝕會(huì)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(guān)測(cè)風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)和研究風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)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(duì)集沙儀進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)。以FLUENT軟件和微型風(fēng)洞為試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)分流對(duì)沖式多通道自動(dòng)集沙儀風(fēng)沙分離器的排氣管直徑、排氣管長(zhǎng)度、排沙口直徑、排沙口收縮高度進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果顯示:改進(jìn)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(qiáng)風(fēng)條件(13.8m/s)下排氣管直徑為25mm、排氣管長(zhǎng)度為25mm、排沙口直徑為75mm、排沙口收縮高度為15mm時(shí),氣流對(duì)集沙儀自動(dòng)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(mǎn)足等動(dòng)力性、高效率性和非選擇性三條基本原則下,對(duì)多通道自動(dòng)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(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)集沙儀的降速和集沙性能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,優(yōu)化后的多通道自動(dòng)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(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S157;S237

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2479608