基于EDEM-Fluent仿真的自旋射流式挖藕机的设计与试验

摘要：

为解决藕农人工挖藕劳动强度大,效率低,易损伤莲藕的难题,针对现有挖藕设备成本较高,操作过程繁琐,需要一定经验技术才能掌握的缺陷,设计了一种自旋射流式挖藕机.阐述了该机的结构和工作原理,通过离散元法和流体动力学耦合仿真分析了泥土-射流之间的相互作用机理,明确了关键部件喷头的结构参数对试验指标的影响规律,即挖掘深度随着喷射角度30°至60°范围内的增加而减小,随着射流速度10 至20 m/s范围内的增加而增加.通过分析仿真射流过程发现,当喷射角度为30°时,会出现泥土回填的情况.台架试验和田间试验表明:自旋射流式挖藕机喷头直径为17 mm,喷射角度30°时,可以以0.2 s的速度前进,完全挖出埋于泥土深度400 mm内的莲藕,莲藕无损伤,且表面无泥土粘结,挖掘幅宽约为1.2 m.该文提出了EDEM-Fluent耦合仿真的运用将有利于莲藕采挖设备的作用机理研究,为莲藕采挖设备的设计与优化提供理论依据.该耦合仿真方法还能应用于江河湖泊清淤、管道清理等其他水力作业领域的研究.

关键词：机械化、设计、优化、莲藕、挖掘、射流、EDEM-Fluent

所属期刊栏目：34

分类号：S222(农业机械及农具)

资助基金：国家特色蔬菜产业体系专项资助项目CARS-24

在线出版日期：2018-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：9-14