發(fā)布時間：2024-10-13 07:47

　　我國是一個農業(yè)大國,棉花種植面積居世界首位,但采摘作業(yè)多以落后的手工作業(yè)方式為主。近幾十年從國外引進和我國自行研制的采棉機都或多或少的存在一些問題,使得機械采棉沒有得到大面積的推廣。所以,目前市場上迫切需要一款采摘效率高,成本低且便于攜帶的采棉機。X公司的X牌便攜式采棉機能夠較好的滿足這一市場需求,但是存在著效率低和棉花進入風機后不能及時排出的問題。 本文使用商用CFD軟件FLUENT對X牌便攜式采棉機風機進行了三維數(shù)值模擬,并利用所得結果再結合相關理論知識,對其葉輪結構參數(shù)和出口進行優(yōu)化。主要工作及成果如下： (1)完成了采棉機風機的性能測試。建立了風機的三維模型,合理的劃分了計算區(qū)域,確定了合適的湍流模型與求解參數(shù),完成了對風機內部流場的三維數(shù)值模擬。同時,通過與測試結果的對比,驗證了數(shù)值模擬的準確性。 (2)仔細分析了整機的流動規(guī)律,形成了風機內部流場整體認識。詳細分析了斜槽內的流場和壓力,得出了凸臺對于棉花在風機內的流動具有重要作用,無需對凸臺進行優(yōu)化的結論。本文還對風機出口內部流場進行了仔細分析,得出了造成出口流場較差,棉花流出不暢的原因是風機奇特的出口方式的結論。...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究便攜式采棉機的背景及意義
    1.2 便攜式采棉機介紹
        1.2.1 便攜式采棉機簡介
        1.2.2 風機簡介
        1.2.3 幾個特殊名詞
    1.3 葉輪機械與風機的相似性和特殊性
    1.4 葉輪機械數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.4.1 葉輪機械數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 葉輪機械數(shù)值模擬的發(fā)展趨勢
    1.5 本文研究內容
第2章 風機數(shù)值模擬理論基礎
    2.1 計算流體力學理論
        2.1.1 流體力學的基本控制方程
        2.1.2 控制方程的離散
    2.2 湍流模型
        2.2.1 湍流數(shù)值模擬方法介紹
        2.2.2 湍流基本方程
        2.2.3 本文所用的RNG k-ε模型
    2.3 近壁面流動計算
    2.4 數(shù)值模擬軟件介紹
        2.4.1 GAMBIT
        2.4.2 FLUENT
    2.5 本章小結
第3章 風機測試及數(shù)值模擬的前處理
    3.1 風機性能測試
        3.1.1 測試裝置
        3.1.2 測試數(shù)據分析
    3.2 幾何建模
    3.3 網格劃分
        3.3.1 網格的類型及其特點
        3.3.2 網格劃分的基本原則
        3.3.3 機實體網格生成及無關性
    3.4 邊界條件設置
    3.5 本章小結
第4章 風機三維數(shù)值模擬及結果分析
    4.1 設置計算模型與湍流模型
        4.1.1 選擇求解器
        4.1.2 設置湍流模型
    4.2 設置求解參數(shù)
        4.2.1 選擇壓力速度耦合方法
        4.2.2 設置欠松弛因子和離散格式
    4.3 監(jiān)視變量及收斂判別
        4.3.1 監(jiān)視變量
        4.3.2 收斂判別
    4.4 模擬結果和原機測試結果對比分析
    4.5 整機流動性規(guī)律分析
    4.6 凸臺部分流動性規(guī)律分析
        4.6.1 凸臺部分速度分析
        4.6.2 凸臺部分靜壓分析
    4.7 出口部分流動性規(guī)律分析
        4.7.1 出口部分X截面速度分析
        4.7.2 出口部分Y截面速度分析
        4.7.3 出口部分Z截面速度分析
    4.8 本章小結
第5章 風機的優(yōu)化研究
    5.1 正交試驗介紹
        5.1.1 正交試驗設計方法
        5.1.2 正交試驗的優(yōu)點
    5.2 確定葉輪優(yōu)化目標和參數(shù)
    5.3 提出優(yōu)化方案
    5.4 試驗結果及分析
    5.5 蝸殼出口優(yōu)化
        5.5.1 幾何模型及數(shù)值模擬
        5.5.2 結果對比分析
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：4007891