双出风口多风道离心风机内部流场数值模拟

《双出风口多风道离心风机内部流场数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年10月农业机械学报第45卷第10期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．10．013*双出风口多风道离心风机内部流场数值模拟徐立章于丽娟李耀明马征王成红(江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，镇江212013)摘要:针对现有全喂入式水稻联合收获机风筛式清选装置中单风道离心风机的缺点，运用Solidworks软件建立了双出风口多风道离心风机的流道模型，利用ICEM软件进行了网格划分，并用Fluent软件对双出风口多风道离心风机内部流场进行了三维数值模拟，确定

2、了风机的结构尺寸。改进后风机内部流场仿真结果表明:双出风口多风道离心风机的上出风口和叶轮外边缘处气流速度较大，叶轮流道的压力沿径向逐步增大，下出风口Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的气流速度逐步增大，风速衰减距离增加，有利于气流覆盖整个筛面;上出风口处横向气流基本成层状分布，下出风口的3个风道横向气流呈中间高两边低的对称分布，存在明显的边界效应。分析了风机转速、进风口直径和分风板角度的变化对风机内部流场分布、出风口风速、风量的影响:上出风口和下出风口Ⅱ和Ⅲ的风速、风量和压力最大值随风机转速的增加逐步增大;各出风口的风量及风

3、速最大值随进风口直径减小(或增加)而减小(或增加)，其中下出风口Ⅰ变化较明显;上、下分风板角度的改变使得下出风口的风速和风量发生了较大变化。关键词:离心风机双出风口多风道内部流场数值模拟中图分类号:S225.4文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)10-0078-09要用于预清选从抖动板落下的物料，将其吹散，并使引言轻杂余直接吹出机外，减少下出风口的清选负荷;下清选装置是联合收获机的核心工作部件之一，出风口设计有3个风道，分别控制筛前、筛中和筛尾风筛式清选装置是早先联合收获机中最常用的

4、清选的气流。然而，目前还未见关于双出风口多风道离装置，其中，风机的性能对清选效果的影响十分显心风机的具体设计依据与方法，传统以经验为基础［1］著。在现有水稻联合收获机常用的风筛式清选的结构设计方法无法预测风机的内部流场。随着装置中，其风机大多为单出风口单风道离心风机。CFD技术的不断发展，用数值模拟的方法计算流场该风机具有结构简单、运行可靠等优点，但有研究表分布，对风机内部流场进行分析，是风机结构设计及［7－10］明，该类风机还存在一些不足。一方面，在结构和运改进的有效手段。动参数已确定的条件下，单出

5、风口离心风机产生的本文拟确定双出风口多风道离心风机的结构，气流速度和方向难以满足物料筛分过程中整个筛面并对其内部流场进行数值模拟，获得风机内部速度对气流速度和方向的不同需求。另一方面，随着联与压力等参数的分布，通过改变风机参数来改善其合收获机喂入量的不断增大，这种传统的单风道离内部流场，为双出风口多风道离心风机的设计提供心风机因其风量小、吹托力低等特点已无法满足日依据。［2－3］益增长的高速、高质量收获需求。1数值计算模型近年来，国际著名的JohnDeere、CASE、NewHolland、CLAAS

6、等欧美农机跨国公司研发的9881.1结构模型的建立STS(JohnDeere)、2388(CASE)、CＲ980(New参考国外双出风口离心风机的结构特点，在泰Holland)和TUCANO470(CLAAS)等大型联合收获州常发农业装备有限公司CF803型切纵流联合收机清选装置均采用了多个风机或双出风口多风道风获机上配置的单出风口离心风机顶端增加了上出风［4－6］机来提高清选装置的作业效率和质量。双出风口，设计完成的双出风口多风道离心风机如图1a所口多风道离心风机的设计思想是，风机上出风口主示。双出

7、风口多风道离心风机叶轮直径为394mm，收稿日期:2014-05-16修回日期:2014-06-16*国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA10A502)、霍英东教育基金会青年教师基金资助项目(141051)、江苏省“333高层次人才培养工程”资助项目(BＲA2012161)和江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏政办发(2014)37号)作者简介:徐立章，副研究员，主要从事收获机械设计及理论研究，E-mail:justxlz@126．com第10期徐立章等:双出风口多风道离心风机内

8、部流场数值模拟79［12］叶片数目为4片，用Solidworks软件建立了该风机耦合计算，设置收敛残差为0.001。的全流道模型，如图1b所示。1.4边界条件将风机的蜗壳、叶片表面设置为静止壁面，将叶轮区域设置为旋转区域并给定相应的转速(880、1080、1250r/min)，设置工作压力为1个大气压(101325Pa)，入口边界采用压力入口条件并给定压力220Pa，出口边界采用压力出口，并给定压力0Pa。叶轮内部及其附近流体流动的描述采用动参［13］考