丘陵山地胡麻联合收获机复式清选系统仿真优化与试验

作者：史瑞杰; 戴飞; 赵武云^*; 刘小龙; 王天福; 赵一鸣

来源：农业机械学报, 2022, 53(08): 93-113.

• 胡麻联合收获机
• 丘陵山地
• 复式清选系统
• CFD-DEM联合仿真

针对丘陵山地胡麻联合收获机空间布局有限，且收获后胡麻脱出物性状差异小、混杂程度大、清选困难等问题，为提高丘陵山地胡麻联合收获机清选效率，探究丘陵山地胡麻联合收获机复式清选系统工作机理，本文以丘陵山地胡麻联合收获机初选+精选复式清选系统工作模式为研究对象，分别建立初选系统、精选系统CFD模型和胡麻脱出物DEM模型，采用CFD-DEM联合仿真技术，研究丘陵山地胡麻联合收获机复式清选系统最佳工作参数和脱出物各组分运动轨迹及空间形态变化，得出丘陵山地胡麻联合收获机脱出物分离规律，并进行验证试验，校验仿真模型可靠性。CFD-DEM联合仿真结果表明，当初选系统入口风速为12.4 m/s、精选系统离心风扇转速为1 154 r/min时，机具清选效果最佳，其中初选系统胡麻籽粒损失率为0.3%,短茎秆排出率71.43%,颖壳排出率69.34%,轻杂排出率65.34%,含杂率39.01%;精选系统胡麻籽粒损失率为0,短茎秆排出率40%,颖壳排出率75%,轻杂排出率100%,含杂率2.56%;初选系统中脱出物进入气流场初始瞬时发生速度、位移变化依次为轻杂、颖壳、胡麻籽粒、短茎秆，精选系统中脱出物进入气流场初始瞬时发生速度、位移变化依次为颖壳、轻杂、短茎秆、胡麻籽粒。田间试验结果表明，当胡麻籽粒含水率为5.34%时，作业机具最佳作业状态下含杂率为3.61%、总损失率1.98%,作业期间整机运行平稳，作业指标符合胡麻机械化收获标准。试验结果与仿真结果高度吻合，验证了模型的可靠性。

• 单位
  机电工程学院; 甘肃农业大学