網(wǎng)狀滾筒式籽棉殘膜分離仿真分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、新疆地區(qū)棉花由于其特殊的地膜種植模式，導(dǎo)致在機(jī)械采收過程中混入大量殘留地膜，造成異性纖維含量嚴(yán)重超標(biāo)。機(jī)采棉中殘膜的分離和清理是異性纖維分離中的一個重要環(huán)節(jié)。而在分離過程中籽棉殘膜在分離室內(nèi)的運(yùn)動過程影響著籽棉殘膜分離效果，因此運(yùn)用仿真分析與試驗(yàn)研究的方法研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝參數(shù)對籽棉殘膜分離效果的影響很有必要。
　　本文首先介紹了新型籽棉殘膜分離裝置的整體結(jié)構(gòu)及其工作原理，然后利用調(diào)研、試驗(yàn)分析、理論研究等方法研究了影響分離效

2、果的籽棉殘膜物料特性。其中主要研究了：①不同形態(tài)籽棉懸浮速度；②籽棉與網(wǎng)狀滾筒的吸附性；③細(xì)小籽棉質(zhì)量與最大橫截面之間的關(guān)系；④機(jī)采籽棉中殘膜存在情況；⑤殘膜與網(wǎng)狀滾筒的吸附性；⑥殘膜懸浮速度試驗(yàn)。在籽棉殘膜物料研究的基礎(chǔ)上，本文建立了籽棉顆粒在分離室內(nèi)的運(yùn)動方程，并對不同籽棉入口速度時其在分離室內(nèi)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行了分析；建立了籽棉與網(wǎng)狀滾筒的吸附性方程，得到了籽棉顆粒吸附在網(wǎng)狀滾筒上時的約束性邊界條件；建立了殘膜在網(wǎng)狀滾筒壁面時受力方程

3、。以上研究為籽棉殘膜分離提供了理論基礎(chǔ)。
　　在物料研究基礎(chǔ)上，本文利用Fluent中的DPM（離散粒子模型）仿真了以分離室入口風(fēng)速、籽棉分離室入口速度、斜筒角度為影響因素，以籽棉顆粒運(yùn)動過程對分離效果的影響為響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行了模擬試驗(yàn)研究。通過模擬試驗(yàn)研究得到了不同條件下細(xì)小籽棉與單朵籽棉顆粒在分離室內(nèi)的運(yùn)動過程。通過對其運(yùn)動過程分析，得到3個參數(shù)對籽棉殘膜分離效果的影響規(guī)律。模擬試驗(yàn)結(jié)果表明：分離室入口風(fēng)速為6m/s，分離室籽棉入

4、口速度4.5m/s，斜筒角度為30度時籽棉顆粒在分離室內(nèi)的運(yùn)動過程分離所達(dá)到的分離效果最好。
　　由于利用仿真試驗(yàn)研究不能夠仿真殘膜在分離室內(nèi)的運(yùn)動過程，為了研究各影響因素對殘膜分離裝置分離效果的影響。本文在仿真試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以斜筒入口風(fēng)速、斜筒角度、大網(wǎng)狀滾筒轉(zhuǎn)速、小網(wǎng)狀滾筒轉(zhuǎn)速、網(wǎng)狀滾筒與水平夾角為影響因素，以殘膜分離率和籽棉帶出比為響應(yīng)指標(biāo)對分離裝置進(jìn)行了試驗(yàn)研究。利用Minitab數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果