基于离散单元法的稻米-茎秆分离机理研究

• 作者: 丁贺贺 于海川 党贺 赵磊 郭柄江 马学东
• 来源期刊: 沈阳农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 谷物分离 水平振动 对流卷 离散单元法
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 180-187
• 页数: 8页
• 分类号: S210
• 字数: 5357字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1700.2019.02.008

摘要

为了在簸箕中实现稻米与茎秆的分离并揭示其分离机理,对稻米-茎秆二元混合体系在水平振动下的运动行为进行了研究.运用软件SolidWorks建立几何模型,在离散元软件EDEM中进行仿真计算,设定生成稻米总质量为240g,茎秆总质量为6g,振动频率为6Hz,振幅为20mm,仿真总时长为20s.结果表明:簸箕中的稻米和茎秆在垂直方向上出现明显的分层现象,且茎秆位于稻米上方.运用动能定理,并结合理论力学与流体力学相关理论,可以对分离机理作出合理解释.在整个运动过程中,茎秆平均动能为稻米的8.3％,而茎秆在Z方向平均受力为稻米的5442.3倍,是导致稻米-茎秆分离的主要原因.引入稻米体积浓度来量化分层程度,在运动初始时刻,稻米的体积浓度为0.56.研究过程中发现系统中存在局部能量较低的问题,而且正/反向对流卷的存在导致稻米-茎秆没有完全分离,得到稻米体积浓度为0.87.通过在容器底面加横筋的方式,增加簸箕圆弧壁与底部颗粒之间的碰撞,提高系统能量,消除对流卷,最终得到稻米体积浓度接近1.而且添加横筋后,簸箕中的谷物和茎秆分离速度加快,分离效率提高,在10s时即可完成分离.最后对比了二者的分离构型,发现簸箕加横筋之后,稻米-茎秆在水平方向也出现了分离,分界线为一条倾斜的直线.通过对谷物分离的研究可以为农业生产提供新的工艺与设备.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马学东	辽宁科技大学机械工程与自动化学院	50	61	4.0	5.0
2	郭柄江	辽宁科技大学机械工程与自动化学院	10	6	1.0	2.0
3	赵磊	辽宁科技大学机械工程与自动化学院	10	5	1.0	2.0
4	党贺	辽宁科技大学机械工程与自动化学院	3	4	1.0	2.0
5	丁贺贺	辽宁科技大学机械工程与自动化学院	3	4	1.0	2.0
6	于海川	辽宁科技大学机械工程与自动化学院	5	5	1.0	2.0