發(fā)布時間：2020-06-26 06:25

【摘要】：谷物風(fēng)篩清選裝置是全喂入聯(lián)合收獲機械的關(guān)鍵核心部件,其功能是對從脫粒分離裝置落下的脫出混合物(谷粒、短莖稈、碎莖稈、灰塵、水稻葉等)進行清選分離作業(yè),實現(xiàn)谷粒的低損失純凈收獲,其性能優(yōu)劣直接影響著評定收獲機械的核心指標:損失率和含雜率。收獲機械作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變,且具有長時間連續(xù)大負荷工作的特殊性,國產(chǎn)聯(lián)合收獲機械作業(yè)時常會出現(xiàn)谷粒損失率大、含雜率高等嚴重問題,制約著國產(chǎn)全喂入聯(lián)合收獲機械的發(fā)展與進步。本文基于合作企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)過程中的實際需求,針對其產(chǎn)品清選損失率大、含雜率高的清選難題,對谷物風(fēng)篩清選開展仿真研究,詳細分析無風(fēng)場條件下脫出混合物的振動篩分規(guī)律、貫流式谷物風(fēng)篩清選室內(nèi)部氣流場分布特性以及谷物風(fēng)篩清選氣固兩相流過程機理,并在此基礎(chǔ)上提出了基于GA-SVR代理模型和NSGA-II多目標優(yōu)化算法的谷物風(fēng)篩清選關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法,優(yōu)化設(shè)計后清選損失率和含雜率大幅降低。本文主要研究內(nèi)容如下所示:(1)基于離散單元法(DEM)構(gòu)建了水稻脫出混合物的振動篩分離散元模型,量化水稻脫出混合物在波浪板、魚鱗篩和編織篩組合構(gòu)成的振動篩作用下的振動篩分規(guī)律特性,研究振幅、振頻、振動方向角及篩孔尺寸等參數(shù)對谷粒、短莖稈透篩過程的影響。(2)依據(jù)計算流體動力學(xué)方法(CFD)對新型貫流式谷物風(fēng)篩清選內(nèi)部氣流場特性進行可視化研究,并采用正交優(yōu)化方法對影響谷物風(fēng)篩清選室內(nèi)部流場分布的主要結(jié)構(gòu)參數(shù):上分風(fēng)板角度、下分風(fēng)板角度和魚鱗篩傾角進行了正交仿真優(yōu)化。(3)結(jié)合CFD和DEM方法的各自優(yōu)勢,提出一種基于CFD-DEM耦合的谷物風(fēng)篩清選氣固兩相流建模求解方法,實現(xiàn)對谷物風(fēng)篩清選的數(shù)值模擬仿真,從顆粒尺度揭示了谷物的風(fēng)篩清選過程機理。(4)使用基于遺傳算法優(yōu)化參數(shù)的支持向量(GA-SVR)回歸預(yù)測代理模型構(gòu)建方法分別建立清選損失率、含雜率代理模型,然后使用NSGA-II多目標優(yōu)化算法對代理模型進行參數(shù)尋優(yōu),經(jīng)驗證:當篩孔大小取17mm,振幅取32mm,振頻取6Hz,風(fēng)速為9.5m/s時清選損失率和含雜率指標相對較優(yōu)。本文的研究為聯(lián)合收獲機械的谷物風(fēng)篩清選設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)和參考。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS210.3
【圖文】：

＾邐ｍｍｕ邋－ｉ逡逑圖１．２全喂入聯(lián)合收獲機（來源于公司官網(wǎng)）邐圖１．３谷物風(fēng)篩清選裝置逡逑１．２課題研究意義逡逑當前，國產(chǎn)聯(lián)合收獲機械的谷物清選裝置多采用氣流加振動篩結(jié)構(gòu)（簡稱為谷物風(fēng)逡逑篩清選裝置），如圖１．３所示，收獲時稻谷在脫粒滾筒和凹版篩的雙重作用下，成熟、飽逡逑滿的谷粒以及短莖稈、穎殼和少量輕雜余、長莖稈等（統(tǒng)稱為脫出混合物）很快地被從逡逑稻稈上脫落下來并透過凹板篩進入清選裝置中。在谷物風(fēng)篩清選裝置中，氣流由風(fēng)機產(chǎn)逡逑生，振動篩上篩采用魚淲篩，引導(dǎo)氣流流動方向，實現(xiàn)對輕雜余等的篩分，同時，阻礙逡逑長莖稈等大雜質(zhì)的下落；下篩采用編織篩，其主要作用是精篩選，實現(xiàn)谷物籽粒與短莖逡逑稈等難分離雜質(zhì)的篩分。清選作業(yè)時，利用脫出混合物料各成分的不同空氣動力學(xué)特性，逡逑通過振動篩與風(fēng)機產(chǎn)生風(fēng)場的耦合作用

谷物時仍具有良好的性能。逡逑＾邐ｍｍｕ邋－ｉ逡逑圖１．２全喂入聯(lián)合收獲機（來源于公司官網(wǎng)）邐圖１．３谷物風(fēng)篩清選裝置逡逑１．２課題研究意義逡逑當前，國產(chǎn)聯(lián)合收獲機械的谷物清選裝置多采用氣流加振動篩結(jié)構(gòu)（簡稱為谷物風(fēng)逡逑篩清選裝置），如圖１．３所示，收獲時稻谷在脫粒滾筒和凹版篩的雙重作用下，成熟、飽逡逑滿的谷粒以及短莖稈、穎殼和少量輕雜余、長莖稈等（統(tǒng)稱為脫出混合物）很快地被從逡逑稻稈上脫落下來并透過凹板篩進入清選裝置中。在谷物風(fēng)篩清選裝置中，氣流由風(fēng)機產(chǎn)逡逑生，振動篩上篩采用魚淲篩，引導(dǎo)氣流流動方向，實現(xiàn)對輕雜余等的篩分，同時，阻礙逡逑長莖稈等大雜質(zhì)的下落；下篩采用編織篩，其主要作用是精篩選，實現(xiàn)谷物籽粒與短莖逡逑稈等難分離雜質(zhì)的篩分。清選作業(yè)時，利用脫出混合物料各成分的不同空氣動力學(xué)特性，逡逑通過振動篩與風(fēng)機產(chǎn)生風(fēng)場的耦合作用

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本文編號：2729953