农业机械学报

作者：温翔宇,贾洪雷,张胜伟,袁洪方,王刚,陈天佑

单位：吉林大学,吉林大学,吉林大学,吉林大学,吉林大学,吉林大学,

关键词：颗粒肥料;悬浮速度;数值模拟;气固耦合;离散元法;计算流体动力学

基金：国家重点研发计划项目（2017YFD0700904）、国家自然科学基金项目（51705191）和吉林省科技发展计划项目（20180414074GH）

为提供气力施肥装置的设计参考依据，以大颗粒尿素、磷酸二铵和硫酸钾3种颗粒状化肥为试验对象，通过计算流体动力学和离散元法耦合的方法对物料悬浮速度进行数值模拟，采用Lagrangian 模型进行气固两相流耦合仿真，试验结果表明，大颗粒尿素悬浮速度7.21~12.97m/s，磷酸二铵悬浮速度7.68~12.48m/s，硫酸钾悬浮速度11.09~18.15m/s。通过台架试验测定大颗粒尿素悬浮速度6.68~12.48m/s、磷酸二铵悬浮速度7.22~11.96m/s、硫酸钾悬浮速度9.46~17.81m/s，相对误差分别为5.3%、5.1%、7.2%。在颗粒肥料体积分数1.0%、3.5%、6.0%、8.5%时，分别测定肥料颗粒群的悬浮速度，结果表明，颗粒群悬浮速度随着体积分数的增加而减小，在不同颗粒肥料体积分数下，仿真结果与试验结果相对误差近似为常数，其原因为颗粒球形度对悬浮速度的影响，标定得出大颗粒尿素悬浮速度修正系数0.90、磷酸二铵悬浮速度修正系数0.96、硫酸钾悬浮速度修正系数0.84。基于流固耦合的颗粒悬浮速度仿真具有较高的准确度，验证了基于EDEM-Fluent气固两相流耦合仿真测定物料悬浮速度方法的可行性。

来源：2020年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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