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摘要
针对油菜联合收获机旋风分离清选气流场分布存在死区，导致油菜脱出物分离不彻底，夹带损失率增加、清洁率降低等问题，提出了一种凸块扰流式旋风分离清选装置，通过旋风分离筒下锥段内壁螺旋间隔排列的圆柱磁块形成柱状凸起，扰动内部气流场。基于运动学与动力学分析开展了旋风分离气流场死区对油菜籽粒迁移的影响，分析表明气流场死区不利于杂余的分离；明确了凸块螺旋间隔排布方式，以旋风分离筒入口风速和吸杂口风速以及凸块排列的螺旋升角、间距、螺旋头数为试验因素，以清选装置清洁率、损失率为评价指标，基于自主研发的油菜联合收获关键部件试验台开展了单因素试验与Box-Behnken试验，建立了清洁率与损失率和影响因素之间的数学关系模型，得出了旋风分离清选装置最佳参数组合并开展了台架和田间验证试验。单因素试验结果表明，增加凸块扰流可提升旋风分离清选装置性能，当凸块采用4头均匀对称螺旋排布时，籽粒损失较少且清洁率较高；Box-Behnken试验结果表明，最佳参数组合为螺旋升角66.2°、凸块间距48.3 mm、入口风速4.9 m/s、吸杂口风速25.4 m/s,在最佳参数组合下，清洁率与损失率的预测值分别为94.71%和3.58%,台架验证试验测得清洁率与损失率的实测值分别为93.87%和4.21%。田间试验表明旋风分离清选装置田间作业顺畅，清洁率与损失率分别为90.03%～92.78%和4.52%～5.07%。该研究可为油菜联合收获清选装置结构优化和改进提供参考。
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