借鉴传统风机前置导叶调节的经验,并针对其采用的二维翼型在叶片轮毂处由于翼型弦长较短对流体控制能力较差的缺陷,提出一种全新的适用于离心泵前置导叶预旋调节的空间导叶水力设计方法,该方法假定前置导叶出口的流体满足等速度矩条件,通过四次分布函数给定叶片安放角沿轴面流线的分布规律来控制叶片的空间形状,采用逐点积分法进行叶片骨线绘型,...
以双吸离心泵为研究对象,在Fluent软件中采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型、Realizablek-ε模型和雷诺应力模型4种湍流模型在相同网格条件下进行三维、稳态数值模拟,计算其在不同工况下的扬程及水力效率;然后以RNGk-ε模型计算结果作为初值,用大涡模拟方法进行三维、非稳态数值模拟,计算叶轮旋转一周的平均扬程及平均水力效率,与真机数据进行对比分析...
首先通过轴流式模型泵外特性试验,确定了汽蚀性能曲线。基于完整空化模型和混合流体两相流模型,对轴流式模型泵设计工况下叶轮内空化流动进行全流道数值计算。选择空化开始发生、临界汽蚀点以及空化严重时3个工况比较分析叶轮内空化流动的发展情况。计算获得了不同汽蚀余量时叶片背面静压、空泡体积组分分布和不同轴截面上的空泡体积组分分布。...
低扬程泵站的泵效率与装置效率之间关系主要取决于流道的损失,在对现有研究两者关系的主要方法进行总结的基础上,根据大量的试验数据对现有的泵效率与流道效率乘积为装置效率的基本假定进行验证,发现基本假定存在矛盾;进而采用CFD方法对采用不同比转数叶轮的不同装置型式进、出水流道水力损失进行预测,分析流道损失的变化规律,提出装置效率可以...
通过改变隔舌形状,采用SST模型分别对常规隔舌和阶梯隔舌蜗壳的离心泵进行全流道非稳态数值模拟。通过模拟分别获得了常规隔舌和阶梯隔舌蜗壳的离心泵压力脉动特性、作用在蜗壳和叶轮上的径向力特性,并对其进行比较分析。结果表明:采用常规隔舌和阶梯隔舌时,离心泵进出口压力、作用在蜗壳和叶轮上的径向力均随时间呈周期波动,脉动频率均以叶片通...
提出了水泵零件疲劳寿命预测的主要思路,讨论了疲劳寿命预测的关键算法——应力计数算法。针对传统应力计数算法存在应力循环提取失效的缺陷,引入临界净应力的概念,提出了对传统计数算法的改进措施。并将改进后的应力计数算法应用于一台轴流泵叶轮的疲劳寿命预测;同时结合该算例,详细说明了二维概率Miner准则疲劳寿命预测的关键步骤。
利用数值模拟软件Fluent 6.2对雷诺时均N-S方程进行离散,采用S-A单方程模型和SIMPLEC算法对前置竖井和后置竖井贯流泵装置在50%～120%设计额定流量等共16种工况进行了数值计算,并与换算成原型尺寸后的模型试验结果进行了对比,发现性能变化趋势吻合较好,在相同流量下数值计算值与试验值效率误差均在±5%以内。分别对前、后置竖井贯流泵装置的进水...
工业冷却塔的循环冷却水出口一般具有一定的富余水头(4～15 m)。利用冷却塔的富余水头,开发一种超低比转数混流式水轮机,代替冷却塔中风扇电动机,可以达到节能的目的。结合冷却塔水轮机工作环境特点,进行了超低比转数混流式小水轮机全流道三维非定常数值模拟,重点对超低比转数小水轮机转轮叶片设计与优化。为了尽量减少水轮机尺寸,在结构设计方...
以三角绕流滴灌灌水器结构的流道单元为研究对象,利用Pro/E软件完成灌水器造型设计,结合计算流体动力学软件Fluent 6.3模拟分析流道的水力性能,研究此类灌水器的湍流特性,揭示其内部湍流流动机理,并对流道结构进行优化。根据分析结果,通过改变外部大三角的形状与内部小三角的形状和位置,对流道单元进行结构优化,得出一种流态指数小于0.5,流道内...
为了研究滴头工作压力和土壤物理特性对地下滴灌灌水器流量的影响,采用分形理论分析各种级配土壤的分形特征;以土壤颗粒质量分形维数、灌水器工作压力、土壤容积密度、土壤初始含水率为试验因素,运用混合水平均匀设计方法进行试验。结果表明,粘粒含量大小是土壤分形维数的主要影响因素,土壤分形维数随着粘粒含量的增加而增大;PLASSIM公司地下滴...
针对矿化度均为3 g/L的微咸水入渗时,土壤初始含水率对土壤入渗过程的影响,采用室内均匀土柱一维垂直入渗实验方法,分别对初始含水率为2.25%、8.18%、13.12%、16.40%的土柱入渗过程进行了研究。分析了不同土壤初始含水率对累积入渗量和湿润锋推进深度以及土柱剖面含水率的影响。采用Kostiakov模型对累积入渗量和时间的关系进行了拟合,结果表明累...
提出实行一条开源节流的技术路线,把节水灌溉作为一项系统工程来考虑。节水灌溉系统工程是由规划设计、产品制造、农艺知识、使用维护、服务管理等技术进行综合、集成、组装而成的农业高效用水系统工程。阐述了组成该系统工程的供水、输水和配水3部分的新技术,以及在21世纪的发展趋势,同时指出要从节水灌溉系统工程的高度上来观察、分析和解决问...
充种性能直接影响排种器排种质量,应用Matlab神经网络工具箱建立了排种器充种单粒率η1和空穴率η2的改进BP神经网络预测模型。选取转速n、种子当量直径d、充种角β和型孔直径D作为试验因素进行充种性能试验,获得64组单粒率和空穴率的试验结果。选取55组结果作为训练样本,采用Levenberg-Marquardt训练方法对建立的网络进行训练,并选取剩余的9组结果...
针对传统的微耕机田间试验受多种因素影响,而室内直线土槽无法进行可靠性试验,设计了可连续作业的环形土槽微耕机试验平台。采用闭合式环形土槽及轨道,实现试验平台长时间循环作业。各功能台车分开布置,台车上、下部的六轮行走机构及可转动的侧轮支轴,实现了台车在轨道上平稳运行及顺畅转弯。微耕机试验平台融合了上、下位机的自动控制技术、多...
设计了一种浮动同步卷膜式棉花苗期地膜回收机。分析和确定了起膜铲、抖土辊和浮动卷膜机构等关键部件的结构参数。采用起膜铲和扁纺锤状抖土辊相结合的结构,能很好地实现膜苗、膜土分离;采用浮动同步卷膜机构能有效避免收膜作业过程中的扯膜、断膜或滞留堵塞现象。田间试验表明:机具的最佳作业速度为2～3 km/h,当苗株高度不大于30 cm时,地膜回...
针对典型草场板结严重且横走根茎错节致使自繁促生能力下降等问题,设计了牧草切根机具。该机采用凸轮机构驱动直切刀对牧草进行垂直切根,减小了切根阻力和切缝宽度,通过简单操作可实现对不同间距、不同深度牧草进行切根作业,从而达到切断亚表层下的横走根茎、改良草地,扩繁促生的效果。经速度、加速度和受力分析证明,该机满足了设计要求,是比较...
针对现有分插机构提高转速后,增加作业效率而导致取秧针针尖速度过快,取苗时触碰秧苗后造成伤秧率较高,影响水稻的成活、生长问题,设计了一种新型高速分插机构——椭圆齿轮行星系三插臂。增加一个栽插臂后可以在不降低插秧机插秧效率的情况下减小转速,降低秧针尖的速度,减小伤苗率,通过理论推导建立了秧针运动数学模型,通过SolidWorks进行了三插...
阐述了3WDZ-6型自走式棉花打顶机的主要技术参数和主要部件的设计及结构特点。论述了打顶机械系统的特点,研究开发了棉花打顶装置高度自动升降闭环控制系统。采用激光、超声波传感器对带茎秆的棉花进行了打顶高度测量试验,试验结果表明激光传感器比超声波传感器测量的棉株高度误差小,打顶控制系统和打顶机械系统能够满足棉花打顶的农艺要求。
通过PRO/E和ADAMS虚拟样机技术对甘蔗收割机的整机及关键部件进行动力学仿真,分别对扶起装置、切割装置、夹持输送装置、铺放输送装置和剥叶装置等关键技术进行虚拟试验,研究了各部件收获甘蔗时的物流过程。通过高速摄影试验,分析扶起装置与夹持输送装置衔接过程并进行了田间试验验证。结果表明,虚拟样机能够顺利实现甘蔗的扶起、切割、夹持输送...
针对我国西部地区沙生灌木平茬复壮工作迫切,人工平茬难、劳动强度大、效率低等问题,以及为荒漠化防治实现机械化技术,设计了具有铰接式车体机构的自走式灌木平茬机,实现扭腰式扇面摆动切割作业。提出了人工操纵与机具自适应仿形相结合的纵横向仿形收割沙生灌木方法,并对柠条、沙柳进行了收割试验。试验结果为:柠条漏割损失率小于等于0.8%,割茬...
针对我国长江、黄河流域棉秆收获问题,设计了适用于冠状交织木质化秸秆的捡拾输送装置和自适应弹性夹持喂入结构,并将棉秆的捡拾输送、切碎、抛送装箱和自动卸料功能集于一体。经试验验证,平均喂入量为1.52 kg/s,切碎长度合格率为92.11%,平均生产率为0.94 hm2/h,可以达到棉秆收获机械化作业的要求。
设计了由传动系统、牵引装置、捡拾器、喂入机构、成捆室、捆绳机构、液压系统以及卸草器等组成的钢辊外卷式圆捆打捆机,简述了圆捆打捆机的工作原理以及关键部件的结构设计等。对圆捆打捆机的运动参数进行了设计计算,对喂入机构的运动轨迹进行了描述,分析了螺线型成捆室的特点。为检验圆捆打捆机的可靠性和适应性,在不同的作业环境和条件下进行...
对方草捆压捆机捡拾器的工作幅宽及滚筒转速进行了设计,并对3组弹齿的捡拾器和4组弹齿的捡拾器的运动参数和漏捡率进行了对比分析。结果表明,3组弹齿捡拾器的漏捡率小于2%,可以避免牧草在地面堆积和漏捡;4组弹齿捡拾器的漏捡率小于1%。
在9R-40型揉碎机上设计安装径向强制喂入装置,通过改变揉碎机主轴转速、喂入辊转速和喂入口处锤片形状,进行揉碎机的性能试验。采用正交试验方法分析3个因素对揉碎机性能的影响,得出了生产率的最优组合参数为:揉碎机主轴转速为2 980 r/min、喂入辊转速为267 r/min、锤片形状是槽型锤片。带径向喂入装置的揉碎机与不带喂入装置、采用人工喂料的原...
对两种常见的生物质(玉米秸秆和稻壳)进行了能量平衡分析和计算,结果表明其中固定碳的燃烧足以维持挥发份热解所需能量。通过冷态实验得到了双床系统的循环和压力分布情况,证明可以通过该装置实现循环灰的传递并避免了燃烧炉和气化炉气体的掺混。生物质颗粒料的热态气化实验表明,可以由冷态平稳切换到气化工况并实现稳定运行,气化产生热值可以达...
采用电能和氩气等离子体两种加热方式,考察流化床反应器内不同位置温度的变化。在电加热速率不变的条件下,测定玉米秸秆样品在热裂解试验的3个阶段的(预热、反应和反应结束)温度,通过对不同阶段温度随时间变化分析得出采用电预热反应器,预热时间长,流化床床层温差较大,约为200℃;电预热后再通入氩气等离子体加热反应器,预热时间短,反应器预热到...
为了确定生物质热分解产物在层流炉内的停留时间,设计了一套层流炉透明冷态模拟装置,以炭粉代替生物质热解固体产物,利用PIV技术测量炭粉在不同主气流量和收集距离下的停留时间。根据流场相似准则,即冷态流场与热态流场雷诺数相等,确定主气流量分别为1.0、1.5、2.0和2.5 m3/h;收集距离由热态实验确定,分别为200、250、300和350 mm。测量结果表明...
为研究生物质颗粒与陶瓷球固体热载体之间的传热规律,利用自制散体颗粒换热实验台对陶瓷球热载体与气体之间的对流传热特性以及生物质与陶瓷球颗粒之间的传热特性进行了实验研究。采用解析法和RMC关联式法分析出单陶瓷球颗粒与空气的对流换热系数分别为291.3 W/(m2.℃)和200.3 W/(m2.℃),确定的陶瓷球热载体与生物质颗粒群传热的准则方程分别为N...
下降管式生物质快速热解器内部温度场的准确控制与测量,是影响生物质快速热解挥发的一个关键因素。为了研究物质快速热解热挥发特性,设计制作了下降管式生物质快速热解反应器及其温度场的控制与检测系统,并且利用该反应器进行了玉米秸秆粉末快速热解挥发特性实验。实验结果表明,该实验装置能够对反应温度进行准确控制和测量;玉米秸秆粉的热解挥...
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