基于CFD-DEM合的家用向日的外核分离装置的模拟和实验研究
Ruijie Guan1,2,3, Jiangwei Gu1,2,3, Yang Li1,2,3
1College of Mechanical and Electrical Engineering, Shihezi University, Beisi Road, Shihezi, 832003, Xinjiang, China.
Scientific reports
|March 18, 2025
概括
这项研究优化了使用计算流体动力学 (CFD) 和离散元素方法 (DEM) 模拟的向日种子脱皮. 最好的结果实现了89.91%的外和内核分离率,损失率为6.24%.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 食品加工技术 食品加工技术
- 计算科学 计算科学
背景情况:
- 太阳花种子脱皮需要有效地将外与核子分开.
- 现有的方法在家用类型的机中可能缺乏最佳效率.
- 基于空气流的分离是种子加工设备中的一个关键机制.
研究的目的:
- 为了提高家庭类型的向日种子除机中的外-核分离效率.
- 优化空气通道设计和操作参数,以提高性能.
- 通过物理实验验证模拟结果.
主要方法:
- 结合计算流体动力学 (CFD) 和离散元件方法 (DEM) 模拟被使用.
- 基于压力和速度分析,优化了空气通道结构.
- 为了确定最佳参数,进行了单因素和直角实验.
- 进行物理验证实验以验证模拟的准确性.
主要成果:
- 模拟准确性得到证实,p值<0.05和相对误差<3.00%.
- 通过实验设计确定了最佳操作参数.
- 优化的设备在6米/秒的风速和31°的气道角度下实现了89.91%的外-内核分离率.
- 在最佳条件下,相应的损失率为6.24%.
结论:
- 该CFD-DEM合方法准确地模拟了向日种子的外和核的分离.
- 优化的空气通道设计和操作参数显著提高了分离效率.
- 该研究为设计高效的种子脱皮设备提供了经过验证的方法.
