發(fā)布時(shí)間：2024-10-13 07:47

　　我國是一個(gè)農(nóng)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(jìn)和我國自行研制的采棉機(jī)都或多或少的存在一些問題,使得機(jī)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(jī)。X公司的X牌便攜式采棉機(jī)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(jìn)入風(fēng)機(jī)后不能及時(shí)排出的問題。 本文使用商用CFD軟件FLUENT對X牌便攜式采棉機(jī)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,并利用所得結(jié)果再結(jié)合相關(guān)理論知識,對其葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)和出口進(jìn)行優(yōu)化。主要工作及成果如下： (1)完成了采棉機(jī)風(fēng)機(jī)的性能測試。建立了風(fēng)機(jī)的三維模型,合理的劃分了計(jì)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(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的三維數(shù)值模擬。同時(shí),通過與測試結(jié)果的對比,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。 (2)仔細(xì)分析了整機(jī)的流動(dòng)規(guī)律,形成了風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場整體認(rèn)識。詳細(xì)分析了斜槽內(nèi)的流場和壓力,得出了凸臺(tái)對于棉花在風(fēng)機(jī)內(nèi)的流動(dòng)具有重要作用,無需對凸臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)論。本文還對風(fēng)機(jī)出口內(nèi)部流場進(jìn)行了仔細(xì)分析,得出了造成出口流場較差,棉花流出不暢的原因是風(fēng)機(jī)奇特的出口方式的結(jié)論。...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)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(jī)的背景及意義
    1.2 便攜式采棉機(jī)介紹
        1.2.1 便攜式采棉機(jī)簡介
        1.2.2 風(fēng)機(jī)簡介
        1.2.3 幾個(gè)特殊名詞
    1.3 葉輪機(jī)械與風(fēng)機(jī)的相似性和特殊性
    1.4 葉輪機(jī)械數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.4.1 葉輪機(jī)械數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 葉輪機(jī)械數(shù)值模擬的發(fā)展趨勢
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)理論
        2.1.1 流體力學(xué)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(dòng)計(jì)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(jié)
第3章 風(fēng)機(jī)測試及數(shù)值模擬的前處理
    3.1 風(fēng)機(jī)性能測試
        3.1.1 測試裝置
        3.1.2 測試數(shù)據(jù)分析
    3.2 幾何建模
    3.3 網(wǎng)格劃分
        3.3.1 網(wǎng)格的類型及其特點(diǎn)
        3.3.2 網(wǎng)格劃分的基本原則
        3.3.3 機(jī)實(shí)體網(wǎng)格生成及無關(guān)性
    3.4 邊界條件設(shè)置
    3.5 本章小結(jié)
第4章 風(fēng)機(jī)三維數(shù)值模擬及結(jié)果分析
    4.1 設(shè)置計(jì)算模型與湍流模型
        4.1.1 選擇求解器
        4.1.2 設(shè)置湍流模型
    4.2 設(shè)置求解參數(shù)
        4.2.1 選擇壓力速度耦合方法
        4.2.2 設(shè)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(jié)果和原機(jī)測試結(jié)果對比分析
    4.5 整機(jī)流動(dòng)性規(guī)律分析
    4.6 凸臺(tái)部分流動(dòng)性規(guī)律分析
        4.6.1 凸臺(tái)部分速度分析
        4.6.2 凸臺(tái)部分靜壓分析
    4.7 出口部分流動(dòng)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(jié)
第5章 風(fēng)機(jī)的優(yōu)化研究
    5.1 正交試驗(yàn)介紹
        5.1.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
        5.1.2 正交試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
    5.2 確定葉輪優(yōu)化目標(biāo)和參數(shù)
    5.3 提出優(yōu)化方案
    5.4 試驗(yàn)結(jié)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(jié)果對比分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：4007891