一種吸氣式采棉機氣動部分的仿真與改善研究.pdf

1、本文研究的采棉機是一種吸氣式的小型采棉機，其核心部件是一臺離心風機。該采棉機作業(yè)靈活、采凈率高、采摘的棉花含雜質(zhì)少，但是當棉鈴與棉朵不容易分離時，該采棉機不能順利地將棉朵吸入，這時需要手工將棉朵摘下，影響了采棉效率。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，采棉機的“吸力”由采棉頭入口的真空度和流量共同影響，因此把吸入功率作為衡量采棉機“吸力”的指標。
　　首先建立了采棉機氣動部分的流體區(qū)域模型，利用前處理軟件GAMBIT劃分模型的計算網(wǎng)格、定義邊界類型

2、和區(qū)域類型，在FLUENT仿真軟件中進行參數(shù)設置和迭代計算，模擬了多個工況流量下采棉機的運行狀況。
　　然后仿真輸出了采棉機在不同流量下對應的真空度，繪制并分析了采棉機的吸入功率—流量特性曲線。并將由仿真數(shù)據(jù)繪制的曲線和由實驗數(shù)據(jù)繪制曲線進行了對比和分析，驗證仿真分析的可靠性。同時，文中還分析了采棉機在某一工作流量時離心風機內(nèi)部的壓力場和速度場。
　　最后以提高采棉機的吸入功率為主要目標，利用因果圖分析總結了影響采棉機吸入功

3、率的因素，并通過討論分析各因素進行改進的必要性確定了提高采棉機吸入功率的改進點。分別改變了葉輪的葉片數(shù)、葉片出口角和葉片出口寬度等結構參數(shù)，仿真并分析了各個結構參數(shù)對采棉機氣動性能的影響。在提高吸入功率的同時兼顧離心風機內(nèi)部的流動損失，選擇較優(yōu)的結構參數(shù)進行組合，得到葉輪的兩個改進方案。分別對應用兩個改進方案后的采棉機進行建模與仿真，通過對比分析仿真結果，確定了葉輪的優(yōu)選改進方案，指出改進后采棉機的最佳工作流量。并最終通過實驗驗證了仿真