5TF-45型胡麻脱粒机清选风腔流场分析
清选农业机械
一、按谷粒的基本物理性质分离
根据物料之间的某些基本物理性质，如尺寸、 重量、密度、形状等进行清选。 1.按谷粒的尺寸特性分离 谷粒的尺寸一般以长度、宽度和厚度表示。 下表列出了几种谷粒的尺寸及其特性。根据 尺寸的大小，在谷粒清选机械中，可分别用不同 的方法将谷粒从细小脱出物中分离出来。
表 几种ห้องสมุดไป่ตู้物的籽粒尺寸及特性
图 离心式风机简图
a.清粮型 b.通用型 c.径向进气型
三、风机的型号
通用型离心风机在各工业部门应用很广， 有专业厂生产各种系列的风机，其中有些可在 农业机械及装置中直接采用或用作相似设计的 模型风机。 目前风机产品的称号尚未完全统一，下面 介绍我国风机行业近年来对离心风机的习惯称 号。全称包括名称、型号、机号、传动方式、 旋转方向和出气口位置等六部分，由一组数字 表示其组成。
六、横流风机
横流风机又称贯流风机或径向进气风机。它 由叶轮、蜗壳及蜗舌等组成。叶轮为多叶式、长 圆筒形，一部分敞开， 另一部分为蜗壳包围。 蜗壳两侧没有像离心 风机那样的进风口。 叶轮回转时，气 流从叶轮敞开处进入 叶栅，穿过叶轮内部， 从另一面叶栅处排入 蜗壳，形成工作气流。
图 横流式风机结构及工作原理 1.叶轮 2.蜗舌 3.蜗壳
§8－2 风机
一、风机在农业机械中的应用
风机在农业机械中应用很广。大多数情况下， 是利用风机产生的气流作介质进行工作。例如，在 植保机械上，用气流输送、喷洒药粉和药液，并使 药液雾化；在谷物收获机械及清选机械上，用气流 进行清选及谷粒分级；在谷物干燥机械中，用气流 作热介质传递热能以加温烘干谷物并运出水汽；在 输送装置中，则用气流输送各种农业物料。在某些 情况下，如气吸式播种机，则利用风机产生的真空 度使种子吸附于排种盘而排种。此外，在农业中也 常用风机进行通风换气及物料输送等工作。
5TF-45型胡麻脱粒机清选风腔流场分析
摘 要 ： 介 绍了 ５ Ｔ Ｆ ． ４ ５型 胡 麻 脱 粒 机 清 选 风 腔 的结 构 ，通 过 送 风 速 度 对 清 选 风 腔 内气 流 分 布 影 响 的 数 值 模 拟 和研 究 分 析 ，得 出最 佳 的风 机 送 风 速度 以 及 影 响 清 选 风 腔 的主 要 因素 。 关键词 ： 胡 麻 ；脱 粒 机 ；清 选 风 腔 ；流 场
— —
清选风腔 的效 果 直 接 影 响 胡麻 脱 粒 机 的性 能 和 质 量 。
本文对 ５ Ｔ Ｆ ． ４ ５型胡 麻 脱粒 机 清选 风腔 流 场进 行 分 析 ，
得 出最佳 的风机 送 风速 度 以及 影 响清 选风 腔 的主 要 因
素。
气流速 度 ，ｍ／ ｓ
胡 麻 的飘 浮速 度 是 在 理 想状 态 下 ，将 胡 麻 置
第 ６卷
第 ６期
农
业
工
程
Ｖｏ １ ． ６ ＮＯ ． ６ ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ６
２ ０ １ ６年 １ １月
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕｈ ｕｒ ａ ｌ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
５ Ｔ Ｆ ． ４ ５型 胡 麻 脱 粒 机 清 选 风 腔 流 场 分 析
黄 若 忱
（ 山 西 省农 业 机 械 化 科 学 研 究 院 ，太 原 ０ ３ ０ ０ ３ １ ）
ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｌ ｅ ａ ｎｉ ｎｇ ａ ｉ ｒ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ， ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｓ ｕ ｐｐ ｌ ｙ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｉ ｒ ｃ ｈａ ｍｂ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：Ｆｌ ａ ｘ， Ｔｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ｉ ｎｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ， Ｃｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｉ ｒ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ， Ｆｌ ｏ ｗ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ
辣椒收获机清选风道优化分析和设计
辣椒收获机清选风道优化分析和设计
赵研科;胡尚飞;颜新鹏;钱丹
【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》
【年(卷),期】2024(51)3
【摘要】辣椒收获机的风机清选系统中风速、风道等对含杂率和损失率至关重要。
风速高则含杂率少但损失率大,反正则含杂率大但损失率小。
因此合理的风道和风
速设计有利于提高辣椒收获机的作业性能,本文利用仿真分析软件对清选系统的风
速以及风道进行分析,得出最佳的布局,为整机设计提供参考。
【总页数】4页(P83-86)
【作者】赵研科;胡尚飞;颜新鹏;钱丹
【作者单位】智能农业动力装备全国重点实验室;洛阳拖拉机研究所有限公司;一拖(洛阳)福莱格车身有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S225.59
【相关文献】
1.联合收获机多风道清选装置气流场分布与风机参数优化
2.辣椒收获机风机清选液压系统的设计研究
3.小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验
4.辣
椒收获机清选风机的设计与应用5.辣椒收获机清选装置设计与试验研究
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联合收获机多风道清选装置气流场分布与风机参数优化
联合收获机多风道清选装置气流场分布与风机参数优化宁小波ꎬ许㊀磊ꎬ孙春虎ꎬ杨汉生(巢湖学院机械与电子学院ꎬ合肥㊀２３８０００)摘㊀要:针对现有联合收获机单风道清选室难以满足脱粒排出物对气流速度和方向的要求这一问题ꎬ采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件设计了多风道清选室的流道模型ꎬ运用ＩＣＥＭ软件对其划分网格ꎬ再利用ＣＦＤ技术对网格模型进行内部气流场分布的数值模拟ꎬ并以离心风机的转速㊁叶轮的叶片数和风机出风口角度３个设计参数作为实验因素ꎬ对清选装置内部气流场分布进行三因素二水平正交仿真实验ꎮ通过对多风道清选室全压云图和速度矢量图的对比分析ꎬ确定风机叶片数为４㊁风机叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ㊁风机出风口角度为２５ʎ时ꎬ清选装置有利于籽粒从脱出物中有效分离和籽粒的清选ꎮ关键词:联合收获机ꎻ清选装置ꎻ气流场分布ꎻ多风道中图分类号:Ｓ２２５ꎻＳ２２０.３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０６－００３２－０６０㊀引言联合收获机清选装置是谷物经脱粒分离后物料进行筛分和清选的重要工作部件ꎮ在现有的风筛式清选室中ꎬ清选风机多为单风道离心风机ꎬ尽管该类风机结构简单㊁运行稳定ꎬ但仍存在产生的气流方向和速度不能满足整个筛面筛分物料的要求ꎮ此外ꎬ随着现代联合收获机朝着大喂入量方向发展ꎬ这种传统的单风道清选室因其风量小㊁吹散力低等缺点也无法满足现代联合收获机高效率㊁高质量的收获要求[１－４]ꎮ目前ꎬ欧美大型农机公司(如ＣＡＳＥ㊁ＣＬＡＡＳ㊁ＪｏｈｎＤｅｅｒｅ㊁ＮｅｗＨｏｌｌａｎｄ等)研制的２３８８㊁ＴＵＣＡＮＯ４７０㊁９８８ＳＴＳ和ＣＲ９８０等联合收获机清选装置均采用了多个风机或多风道清选室使清选装置的作业效率和作业质量获得提高[５－７]ꎮ多风道清选室设计思想是上出风口风道吹散从抖动板落下的物料ꎬ使轻杂余直接排出机外ꎬ达到对脱粒排出物进行预清选的目的ꎬ同时控制振动筛筛前的气流ꎻ下出风口两个风道则控制振动筛筛中㊁筛尾的气流ꎮ目前ꎬ国内研究人员已经采用ＣＦＤ技术对清选风机的内部流场进行了分析和研究ꎬ但对于多风道清选风机和清选室的整体内部流场数值模拟与清选风机参数优化的研究并不多见[８－１３]ꎮ本文通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ三维设计软件建立联合收获收稿日期:２０１８－０１－０７基金项目:安徽省自然科学基金面上项目(１６０８０８５ＭＥ１１２)ꎻ安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目(ｇｘｙｑＺＤ２０１６２９２)作者简介:宁小波(１９７６－)ꎬ男ꎬ安徽巢湖人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｘｂｉｎｇ２００８＠１６３.ｃｏｍꎮ机多风道清选装置的实体模型ꎬ并利用ＡｎｓｙｓＦｌｕｅｎｔ对其内部流场进行数值模拟ꎬ获得压力与速度等参数的分布图ꎬ在此基础上改变风机叶片数㊁叶轮转速和分风板角度来改善清选装置气流场的分布ꎬ为多风道清选风机的优化设计提供依据ꎮ１㊀多风道清选装置基本参数与结构模型为了便于建模ꎬ以典型结构的双出风口三风道单风机㊁单层筛结构的风筛式清选装置为原型ꎬ采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ三维设计软件建立其物理模型ꎮ图１所示为叶片数为４㊁出风口角度为２０ʎ的结构模型ꎮ１.振动筛㊀２.清选室压力出口㊀３.清选室４.清选室上方压力入口㊀５.风机上出风口㊀６.风机进风口７.风机叶轮㊀８.风机蜗壳㊀９.风机下出风口图１㊀清选装置结构模型Ｆｉｇ.１㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｅｌｏｆｃｌｅａｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅ模型结构主要包括振动筛㊁清选室㊁风机叶轮㊁风机蜗壳ꎬ以及风机进风口㊁风机上出风口㊁风机下出风口㊁清选室压力入口㊁清选室压力出口ꎮ模型中筛面倾角４ʎꎬ筛子孔径为１０ｍｍꎬ孔隙率为６６.８％ꎬ筛面前沿距清选室出风口的高度尺寸和轴向尺寸分别为３００ｍｍ和１００ｍｍ[４]ꎮ风机参考离心风机设计方法[１ꎬ１４]ꎬ采用双面进气形式ꎬ叶片为平直型ꎬ叶片数分别为４和６㊁出风口安装角度为２０ʎ和２５ʎ多种情形ꎬ风机叶轮直径为３９４ｍｍꎬ进风口直径为２４０ｍｍꎮ２㊀清选装置气流场数值计算传统流体机械装置的设计方法大都来自于大量试验ꎬ试验工作量繁复且耗费较大ꎮ随着计算流体力学方法的发展ꎬ可采用ＣＦＤ(ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＤｙ￣ｎａｍｉｃｓ)技术进行数值计算来模拟流体机械装置内部的流动状况ꎬ认识流体机械装置内部的流动规律ꎬ为流体机械装置的优化设计提供可靠的依据ꎬ减少试验的工作量和成本ꎮ２.１㊀ＩＣＥＭ网格划分根据建立的清选装置物理模型ꎬ同时考虑到风筛式清选装置内气流场在横向上具有一定的对称性ꎬ为了降低数值计算时间ꎬ此处采用ＩＣＥＭ软件进行网格化分的清选装置在横向宽度上仅取１００ｍｍ[４ꎬ１２]ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀清选装置网格Ｆｉｇ.２㊀Ｃｌｅａｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅｍｅｓｈｅｓ２.２㊀求解方法根据清选装置的工作环境ꎬ假设低速情况下空气为不可压缩流体ꎬ同时不考虑粘度和温度的变化ꎬ利用ＡｎｓｙｓＦｌｕｅｎｔ软件对网格模型进行数值计算ꎬ湍流模型采用ｋ－ｅｐｓｉｌｏｎ两方程湍流模型ꎮ采用标准壁面函数和分离隐式求解器ꎬ选择ＳＩＭＰＬＥ算法对清选装置内部气流压力和速度进行耦合计算ꎬ迭代次数设置为３０００ꎬ收敛残差设置为１.０ˑ１０－５ꎮ２.３㊀边界条件设定将离心风机的蜗壳㊁清选室的内表面设置为ＷＡＬＬꎬ将叶轮区域设置为ＭｏｖｉｎｇＷａｌｌꎬ分别给定相应的转速１０８０ｒ/ｍｉｎ和１２５０ｒ/ｍｉｎꎬ风机出风口角度也分别设置为２０ʎ和２５ʎꎻ将工作压力设置为１个大气压(１０１３２５Ｐａ)ꎬ风机进风口压力入口条件给定为２２０Ｐａꎬ清选室上方压力入口的条件给定为１００Ｐａꎬ清选室压力出口条件给定为０Ｐａꎮ２.４㊀清选装置正交水平实验方案的确定为了获得风机在不同设计参数下对清选装置气流场分布的影响ꎬ分别以离心风机的转速㊁叶轮的叶片数和风机出风口角度３个设计参数作为实验因素ꎬ对清选装置内部气流场进行三因素二水平正交仿真实验ꎬ并考察清选室内部气流全压分布和筛面中心筛孔处(Ａ点)㊁清选室压力出口中心处(Ｂ点)的风速ꎮ正交实验因素及水平如表１所示ꎮ表１㊀正交实验因素及其水平Ｔａｂｌｅ１㊀Ｆａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓ三因素风机转速/ｒ ｍｉｎ－１叶片数/个出风口角度/(ʎ)水平１１０８０４２０水平２１２５０６２５３㊀清选室气流场压力与速度分析根据气流清选原理[８ꎬ１１]ꎬ要求清选装置气流场内压强波动较小ꎬ气流场变化稳定ꎬ同时在筛面上点的气流速度介于轻杂余(颖壳和碎叶)与籽粒的悬浮速度之间ꎬ而出风口的气流速度则要小于籽粒的悬浮速度ꎮ筛孔处的风速若超过瘪谷的悬浮速度ꎬ则瘪谷不能从筛孔落下ꎬ但如果筛孔处风速过大ꎬ籽粒通过筛孔也会受阻ꎬ收获机的清选性能也会下降ꎻ当风速超过谷粒的悬浮速度时ꎬ则籽粒不能有效通过筛孔ꎮ出风口处风速理论上在保证能将瘪谷吹离的前提下ꎬ不能超出籽粒的悬浮速度ꎬ否则籽粒就可能被吹出机外ꎬ清选损失就会增大ꎮ根据相关文献[８ꎬ１５]ꎬ饱满籽粒的漂浮速度为６.２８~８.１２ｍ/ｓꎬ不饱满籽粒的悬浮速度为４.２３~６.８２ｍ/ｓꎬ带籽粒的小枝梗的悬浮速度为５.６８~７.６４ｍ/ｓꎬ轻杂余(颖壳和碎叶)的悬浮速度为２.５１~３.１２ｍ/ｓꎬ短茎秆的悬浮速度为４.０５~７.８２ｍ/ｓꎮ３.１㊀全压云图对比分析设置风机转速分别为１０８０ｒ/ｍｉｎ和１２５０ｒ/ｍｉｎꎬ风机出风口角度分别调整为２０ʎ和２５ʎꎬ风机叶轮叶片数以４片和６片分别建立模型ꎮ在上述条件下ꎬ对联合收获机清选装置物理模型进行４个水平的全压云图数值计算ꎬ如图３㊁图４所示ꎮ图３㊀叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ压力云图Ｆｉｇ.３㊀Ｔｏｔａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｓｐｅｅｄ１０５０ｒ/ｍｉｎ图４㊀叶轮转速为１２５０ｒ/ｍｉｎ压力云图Ｆｉｇ.４㊀Ｔｏｔａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｓｐｅｅｄ１２５０ｒ/ｍｉｎ㊀㊀由全压云图可知:离心式风机进口处气流全压最大ꎬ之后沿半径方向压力降低ꎬ气流随风机叶轮的旋转做离心运动ꎬ并沿上㊁下出风口３个风道进入清选室ꎮ清选室内全压分布是由离心风机和脱粒滚筒旋转运动所形成的ꎮ从全压云图的颜色分布可以看出:清选筛上部靠近清选室顶部的气压较高ꎬ从压力进口到压力出口逐渐降低ꎬ但降低幅度不大ꎬ靠近筛面的气流压力较低ꎬ有利于籽粒与秸秆㊁轻杂余的分离ꎮ清选筛下部气压云图主要由风机下出风口气流形成ꎬ从云图颜色部分可以看出:图３(ａ)㊁(ｂ)和图４(ａ)㊁(ｂ)中气流压力分布离散ꎬ不利于将轻杂余从筛分物中分离ꎻ而图３(ｃ)㊁(ｄ)和图４(ｃ)㊁(ｄ)中气流从下出风口至压力出口ꎬ并靠近清选筛筛面形成一股气流ꎬ气流压力逐步降低ꎬ但相对于清选筛筛面下部的其他部位气流压力ꎬ其全压较高ꎬ有利于将轻杂余从筛分物中分离ꎮ图３(ａ)㊁(ｂ)和图４(ａ)㊁(ｂ)中清选室底部涡流现象不明显ꎬ图３(ｃ)㊁(ｄ)和图４(ｃ)㊁(ｄ)清选室底部均存在一个较大而明显的涡流ꎬ也会有利于清选后籽粒中轻杂余的排出ꎮ但在振动筛面交界处ꎬ图４(ｃ)㊁(ｄ)筛面筛孔处上部低压区分布较大ꎬ不利于籽粒从脱出物中有效分离ꎻ而图３(ｃ)㊁(ｄ)筛面筛孔处上部低压分布区域相对较小ꎬ有利于籽粒从脱出物中有效分离ꎮ因此ꎬ根据全压云图分析可以得出:清选装置在叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ㊁出风口角度为２５ʎ㊁叶片数为４或６时ꎬ有利于籽粒从脱粒后物料中的有效分离和籽粒的清选ꎮ３.２ 速度矢量图对比分析由图５㊁图６可以看出:由于叶轮旋转的作用ꎬ空气流从风机进风口流入ꎬ风速较大ꎬ在风道与叶轮旋转边界的交界处ꎬ气流做离心运动ꎬ沿叶片切线方向流出ꎬ形成较为流畅的气流场ꎮ清选室气流场形成由两部分组成:一部分是由脱粒滚筒带动作物旋转形成的气流进入清选室ꎬ主要在筛面上方形成气流场ꎻ另一部份是风机气流形成的气流场ꎮ对于风机出风口角度为２０ʎ的清选装置ꎬ气流主要在筛面下方流动ꎬ并在清选室底部形成局部涡流ꎻ而对于风机出风口角度为２５ʎ的清选装置ꎬ气流有小部分进入筛面上部ꎬ大部分进入筛面下部ꎬ清选室底部存在明显的涡流ꎮ在筛面中部ꎬ由于筛面的反射作用ꎬ气流通过筛孔的流量降低ꎬ使得筛面中部靠近筛面的气流减少ꎮ在筛面上方的清选空间内ꎬ中下部气流速度较低ꎬ上部气流速度较高ꎮ筛面中心筛孔处(Ａ点)㊁清选室压力出口中心处(Ｂ点)两处考察点的风速大小详见表２所示ꎮ由表２可以看出:序号３㊁４㊁７㊁８下筛面中心筛孔处(Ａ点)风速较低ꎬ有利于籽粒从脱粒滚筒脱出后的物料中有效分离ꎻ但根据出风口处风速理论上在保证能将瘪谷吹离的前提下不能超出饱满籽粒的悬浮速度这一要求来看ꎬ序号４㊁７中压力出口中心处(Ｂ点)的风速分别为９.０３ｍ/ｓ和８.６４ｍ/ｓꎬ均超出规定的风速ꎬ不符合要求ꎮ因此ꎬ由速度矢量图对比分析中可以看出:清选装置在叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ或１２５０ｒ/ｍｉｎ㊁出风口角度为２５ʎ㊁叶片数为４或６时ꎬ有利于籽粒从脱出物中有效分离和籽粒的清选ꎮ表２㊀仿真试验分组与考察点速度Ｔａｂｌｅ２㊀Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｇｒｏｕｐｓａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓ序号风机出风口角度风机叶片数叶轮转速Ａ处风速/ｍ ｓ－１Ｂ处风速/ｍ ｓ－１１２０４１０８０７.３６５.８９２２０６１０８０５.１８９.０６３２５４１０８０２.４７７.４０４２５６１０８０１.２９９.０３５２０４１２５０５.７８８.６７６２０６１２５０６.５２９.１２７２５４１２５０２.４８８.６４８２５６１２５０２.３５７.０５图５㊀叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ速度矢量图Ｆｉｇ.５㊀Ｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｄｉａｇｒａｍｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｓｐｅｅｄ１０８０ｒ/ｍｉｎ图６㊀叶轮转速为１２５０ｒ/ｍｉｎ速度矢量图Ｆｉｇ.６㊀Ｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｄｉａｇｒａｍｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｓｐｅｅｄ１２５０ｒ/ｍｉｎ㊀㊀综合多风道清选室全压云图和速度矢量图对比分析的结果ꎬ选择叶片数为４㊁风机叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ㊁风机出风口角度为２５ʎ时ꎬ清选装置有利于籽粒从脱出物中有效分离和籽粒的清选ꎮ４ 结论１)针对现代联合收获机多风道清选装置的设计特点ꎬ以典型结构的双出风口三风道单风机㊁单层筛结构的风筛式清选装置为原型ꎬ采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ三维设计软件建立其物理模型ꎮ２)以离心风机的转速㊁叶轮的叶片数和风机出风口角度３个设计参数作为实验因素ꎬ对清选装置内部气流场分布进行三因素二水平正交仿真实验ꎮ实验结果显示:多风道清选室在设计参数为叶片数为４㊁风机叶轮转速为１０８０ｒ/ｍｉｎ㊁风机出风口角度为２５ʎ时ꎬ清选装置将有利于籽粒从脱出物中有效分离和籽粒的清选ꎮ参考文献:[１]㊀李宝筏.农业机械学[Ｍ].北京:中国农业出版社ꎬ２００３. 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第 一节 概 述第 二节预清机第 三节种子空气动力学特性及分-PPT课件
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第十二章 谷物清选机械
前两种主要用来清种和分级，在种子加工中应用最多，三角孔筛也是 根据宽度分离的，当杂质或种子的宽度小于筛孔的内切圆直径时，才 能穿过筛孔。主要用来清除细小杂质。
鱼眼筛则是用来清除种子或谷粒中诸如穗头、土石块等大的夹杂物。 冲孔筛的特点是筛孔尺寸精确，筛选精确，但筛面的有效面积－筛孔 总面积占整个筛面面积的百分率小，生产率低，容易堵塞，不适用较
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第十二章 谷物清选机械
例如：5
× F— 1.3 A
第一次改型 主参数－每小时清选1.3吨
特征代号－复式
类别号－脱粒、清选、烘干机械类种的清选机 又如5×Z—1.0中的“I”就是特征代号重力式的重字的拼音“Zhong”的
第一个字母。这样我们一看就知道是重力式清选机、每小时生产率1吨。
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第十二章 谷物清选机械
⒉按使用要求分：
①预清机：也叫粗（初）清机。主要用来清除种子中特大、特轻、过 小的杂物。诸如碎茎叶、断穗、土块、石块、砂粒、草籽等。主要用
在粮食的入库前清选、种子加工厂的第一道工序等。
②清选机：是清选质量比预清机更高的清选机。用于进一步清除预清 中远未除掉的其它杂质和不宜作种子的谷粒。主要用于种子分级前的 清选（细清）。
（四）对种子清选机的要求
1.清选一次达到规定要求； 2.不损伤种子； 3.适应性广，能清选多种种子；4.质量稳定，工作可靠，生产率高； 5.调整方便，保养简单，搬运方便。
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第十二章 谷物清选机械
第二节 预 清 机
预清机的类型也很多，就其工作原理来说有四种：起立式预清机；筛 子式；风筛式及重力风筛复合式。其中以风筛式应用最广泛。 一、风筛式预清机 典型的风筛式预清机如图所示。 应用风机和筛子作清选部件，按照种子的空气动力学特性和尺寸特性
谷物联合收割机清选筛筛面气流分布试验及分析_崔俊伟
（ 1. Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences，Beijing 100083 ，China； 2. Modern Agricultural Equipment Co. ，Ltd. ，Beijing 100083 ，China） Abstract： In view of inadequate efficiency of cleaning device about axial flow type grain combine harvester that using threshing method，double fan oscillating screen type cleaning device was designed． And its front fan had three air ducts． During the experiment，a plurality of measuring points were set in the surface of cleaning sieve， flow velocity value of each measuring point was measured by anemometer． Airflow distribution of sieve surface was analyzed． Experiment results showed that the size and distribution of airflow from three air ducts of front fan could meet the needs about airflow distribution of cleaning device for longitudinal axial flow type threshing method． After fan could effectively assisted cleaning sieve discharge short stem， so as to improve the cleaning effect． Key words： Combine harvester，Double fan，Air duct，Cleaning sieve，Airflow distribution
玉米脱粒机清选装置的研究现状及发展趋势
农业工程技术·综合版 2018年第9期46农 机 世 界何学原理，它能够快速清除像玉米须这样的漂浮性能极强的轻型杂物，相比较而言漂浮性能较弱的大尺寸杂质较难清理，所以它属于简易型的玉米脱粒机清选装置。
在国外，相关领域就研制了风扇吸入型、风扇吹出型、风扇吸入型兼吹出型3种清选装置。
3种装置所采用的风道配置大同小异，均有进出封口与螺旋线蜗壳通用型风扇。
这种形式的风扇在能量损耗方面更小，所产生的气流更均匀，且为单面进风。
另外还有双面进风的吸入型兼吹出型风扇设计，该风扇背后的风道具有吸引气流的吸风口和吹出气流的吹风口，在轻型杂物处理方面拥有高效率。
以美国AEC Group 公司所研制生产的HS-48型玉米种子脱粒机清选设备为例，它就属于典型的吸入型气流清选筛式清选装置，它的清选装置主要有筛选和清选两部分共同组成。
其筛选部分就包含了上下两筛，上筛用于去除大型杂物籽粒，下筛用于清除小型杂物籽粒。
同时它的下筛还配备了末端尾筛，保证吸风口位置玉米籽粒被振动抛起，在清除轻型杂质方面非常有效。
在风选筛种部分，它由前后吸风道、风量调节板以及沉降室所共同组成，在运行过程中前吸风道用于上筛及导料板过渡，可将玉米籽粒脱出物中的轻型杂质去除，后吸风道则主要设置于出粮口的末端位置，专门用于吸除籽粒轻杂物质。
二、玉米脱粒机清选装置的国内研究现状中国对玉米脱粒机清选装置相关技术的研究较晚，从20世纪50年代才开始研究研制，到70年代自行研制了冲击式玉米脱粒机，在90年代又研制了搓擦式玉米脱粒机。
现如今中国的玉米脱粒机设备类型及技术越来越多，其清选装置的研究、实验与实践应用也已经实现了大幅度技术优化与进步。
1、负压气流玉米脱粒机清选装置的基本构成负压气流玉米脱粒机清选装置是吉林长春农业机械研究所近年来所研究及地方农业应用的重要玉米脱粒设备，该设备主要由脱粒机架、脱粒装置、喂入部分、凹板、气流清选机构等等组成，如图1。
玉米脱粒机清选装置的研究现状及发展趋势王淑兰，富 淼，刘 柱（吉林省长春市农业机械研究院，长春 130062）摘要:决定玉米籽粒净度的关键就是玉米脱粒机清选装置，近两个多世纪以来它一直是国内外研究的核心课题。
挤搓式负压气流清选玉米脱粒机的研制
２适 应 性 强 。 传 统 玉 米 脱 粒 机 在 脱 粒 过 程 中 ， 干 湿 ． 对
理 想 的玉 米 脱 粒 机 械 。
１ 碎 率低 。 该机 与传 统 玉 米 脱 粒 机 的最 大 区别 不 是 ． 破
２ ８
度要求严格 ． 玉米 穗 含 水 量 在 １％ ２％范 围 内 时 ， 术 性 能 ６￣０ 技 指 标 比 较稳 定 ， 含水 量 低 于 １％ 高 于 ２ ％１ 破 碎 率 、 当 ６或 ０ ￣ ， 脱 净 率 等 性 能 指 标 明 显 下 降 ：而 该 机 基 本 不受 玉 米 穗 干 湿 影 响 ， 项 性 能 指标 基 本 不 变 。 各 ３ 兑净 率 高 。 因 该 机 安 装 可 调 节 的 压 板 装 置 ， 过 调 通
广 应 用 已迫 在 眉 睫 。 为此 ， 我们 在 广 泛 调 查 研 究 的基 础 上 ， 研 制了 ５ Ｙ ８ Ｔ Ｑ一 Ｏ型挤 搓 式 负 压 气 流 清 选 玉 米 脱 粒 机 ， 该机 具
有 效 率 高 、 碎 率低 ， 破 脱净 率 、 洁 率好 等 特 点 。 清
一
、
工 作 原 理
主机尺寸 ： ７０ １ ５ｍｍｘ ０ ｍｍｘ Ｏ ０ ７０ ｌ０ ｍｍ 滚 筒 转 速 ：５ ｒｒｉ ４０／ ｎ ａ
率 ， 洁 率大 于 ９ ％。 清 ８
主 机 重 量 ：２ ｋ ４０ ｇ
三 、 型特 点 机
放等作业 ． 有生产效率高 、 碎率低 、 具 破 脱粒 质量 与 清选 效 果 好等 优 点 ； 设 计 合 理 、 构 紧 凑 、 作方 便 灵 活 ， 比较 且 结 操 是
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２ 数 学模 型 建 立
Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ是 目前 国 际 上 比较 流 行 的 商 用 Ｃ Ｆ Ｄ 软 件包 ，它 具有 丰富 的物理 模型 、先 进 的数 值方 法和强 大 的前 后 处理功 能 ，对 每 一 种 物 理 问题 的流 动 特点 ，
都有 适合 它 的数 值解 法 。Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ将不 同领域 的计算 软件组 合 起 来 ，成 为 Ｃ Ｆ Ｄ计 算 机 软件 群 ，软件 之 间
摘 要 ： 介 绍了 ５ Ｔ Ｆ ． ４ ５型 胡 麻 脱 粒 机 清 选 风 腔 的结 构 ，通 过 送 风 速 度 对 清 选 风 腔 内气 流 分 布 影 响 的 数 值 模 拟 和研 究 分 析 ，得 出最 佳 的风 机 送 风 速度 以 及 影 响 清 选 风 腔 的主 要 因素 。 关键词 ： 胡 麻 ；脱 粒 机 ；清 选 风 腔 ；流 场
于垂 直 的流场 中 ，当气 流对 物 体 的作 用 力 Ｐ等 于重
力 ｍ ｇ时 ，胡麻 可 以处于 静止 的悬 浮状 态 ，这 时 的气 流所 具有 的速度 （ 图 １ ） 。该 速 度 为 清 选 时 的 临界 速
度 。在 工作 状态 下 ，最理想 的状 态是 工作气 流接 近但
小于 。胡麻 Ｖ。 为 ６ ． ５～ ８ ． ６ ｍ／ ｓ 。
脱 粒 籽粒 的飘浮 速度 用 表示 ，则
０ 引 言
＝
ｋ ｐＦｖ
清选 机构是胡 麻 脱粒 机 的重 要组 成 部 分 ，胡 麻 脱
粒 过程 中杂余 的清选和分 离 ，非 常容易造 成籽 粒损 失 ，
式中
ｋ —— 阻尼 系数 ，与物 体 的形 状 和 表 面特性 有
关 ，取 ０ ． １ ８～ ０ ． ２ ５ Ｐ—— 空 气密 度 ，ｇ ／ ｍ Ｆ—— 物体 迎风 面积 ，ｍ
落在不 同的位 置 ，最 后 籽 粒 被 干 净 地 清选 分 离 出来 。
清选 过程 主要 是利 用 了脱 出物 之 间的 比重不 同和 空气 动力 学 的特性 差异 进行 籽粒 分 离 。清选 风腔 中腔 体 的 形 状 、结 构 和尺寸 等 都 是 影 响 清 选 效果 的重 要 因素 ，
中 图 分 类 号 ：￥ ２ ２ ６ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：２ ０ ９ ５ — １ ７ ９ ５ （ ２ ０ １ ６ ） Ｏ ６ － ０ ｌ ｌ ７ — ０ ３
Ｆｌ ｏ ｗ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｃｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎｇ Ａｉ ｒ Ｃａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ５ ＴＦ・ ４ ５ Ｔｙ ｐ ｅ Ｆｌ ａ ｘ Ｔｈｒ ｅ ｓ ｈ ｉ ｎｇ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ
ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｌ ｅ ａ ｎｉ ｎｇ ａ ｉ ｒ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ， ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｓ ｕ ｐｐ ｌ ｙ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｉ ｒ ｃ ｈａ ｍｂ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：Ｆｌ ａ ｘ， Ｔｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ｉ ｎｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ， Ｃｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｉ ｒ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ， Ｆｌ ｏ ｗ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ
第 ６卷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 ６期
农
业
工
程
Ｖｏ １ ． ６ ＮＯ ． ６ ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ６
２ ０ １ ６年 １ １月
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕｈ ｕｒ ａ ｌ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
５ Ｔ Ｆ ． ４ ５型 胡 麻 脱 粒 机 清 选 风 腔 流 场 分 析
黄 若 忱
（ 山 西 省农 业 机 械 化 科 学 研 究 院 ，太 原 ０ ３ ０ ０ ３ １ ）
— —
清选风腔 的效 果 直 接 影 响 胡麻 脱 粒 机 的性 能 和 质 量 。
本文对 ５ Ｔ Ｆ ． ４ ５型胡 麻 脱粒 机 清选 风腔 流 场进 行 分 析 ，
得 出最佳 的风机 送 风速 度 以及 影 响清 选风 腔 的主 要 因
素。
气流速 度 ，ｍ／ ｓ
胡 麻 的飘 浮速 度 是 在 理 想状 态 下 ，将 胡 麻 置
Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｒｕ ｏ ｃ ｈｅ ｎ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ３ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
１ 清 选 风 腔 分 析
５ Ｔ Ｆ 一 ４ ５型胡 麻 脱 粒 机 清 选 机 构 主 要 由风 腔 和风 机 组 成 ，风 腔 又 由箱 体 、斜 导 板 、风扇 和转 轴 构 成 。 清选机 构 工作 时 ，混 有小 草秆 、杂 物 的籽粒 群 ，从振 动筛 落下 ，经 过清 选 风腔 时 ，籽粒 与草 秆等 分离 ，降
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ： Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｌ ｅ ａ ｎｉ ｎ ｇ ａ ｉ ｒ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ５ ＴＦ一 ４５ ｔ ｙｐ ｅ ｌａ ｆ ｘ ｔ ｈｒ ｅ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｗａ ｓ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｄ． Ｔ ｈｅ ｂｅ ｓ ｔ ｗｉ ｎｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｍａ ｉ ｎ