农业机械学报

作者：喻黎明，曹东亮，李久霖，李娜，韩栋，邵社刚

单位：昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,农业农村部工程建设服务中心,交通运输部公路科学研究院,

关键词：网式过滤器;CFD-DEM耦合;数值模拟;正交试验;结构优化

基金：国家自然科学基金项目（51769009、52269011）

为了提高Y型网式过滤器水力性能和抗堵塞性能，以出口与筒体间夹角、入口缩小比、导流片高度和导流片圆心角为试验因素，采用CFD-DEM耦合和物理试验相结合的方法对过滤器内部的过滤过程进行探究。通过系列数值模拟正交试验结果的极差分析探索各因素对水头损失、中速过流量区域面积占比、颗粒分布相对标准偏差及拦截率4个指标影响的敏感度，结果表明：中、高速过流量区域均集中在出口侧，当出口与筒体间夹角越小时，出口截面积与其呈正相关，且对应中速过流区面积越大，水力性能越好。颗粒集中通过区域与中速过流量区域相对应，入口缩小比的增大使颗粒分布越均匀，抗堵塞性能越好。结构优化参数组合为：出口与筒体间夹角35°、入口缩小比22/26、导流片高度10mm、导流片圆心角90°，其中夹角对综合指标影响最为显著，是结构设计的关键参数。与改进前相比，水头损失减小了36.6%，相对标准偏差减小了43.26%，拦截率提高了3.93个百分点，中速过流量区域面积占比增加了15.77个百分点，表明了优化方案的有效性。研究结果可为网式过滤器的优化设计提供参考。

来源：2022年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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