农业机械学报

作者：翁晓星，陈长卿，王刚，韦真博，江丽，胡新荣

单位：浙江省农业机械研究院,浙江省农业机械研究院,浙江省农业机械研究院,浙江大学,浙江省农业机械研究院,浙江省农业机械研究院,

关键词：集叶管道;机采鲜叶;气固两相流;数值模拟

基金：浙江省重点研发计划项目（2021C02028）

为揭示乘坐式采茶机的集叶管道内部气流特性，利用计算流体力学（CFD）和离散单元法（DEM）对管道内气固两相流动进行数值模拟。通过多球面聚合法建立机采鲜叶数值计算模型，在分析鲜叶颗粒运动规律基础上，分别对其不同进口风速、鲜叶颗粒尺寸、弯管结构进行模拟分析。研究结果表明，数值模型可预测集叶管道的集叶效果以及最佳风速；在最佳进口风速范围内，鲜叶颗粒越大，管道内的剩余颗粒越多，容易产生沉积；鲜叶颗粒流在穿过竖直管道到弯管时形成一束弯管流曲线，且弯管结构对鲜叶颗粒运动有一定影响，流场平均速度呈先降低后升高的变化规律。选用一个弯管半径为0.04m圆角弯管作为集叶弯管结构，同时减少横向管道长度，选择内侧长度为0.03m竖直管，避免鲜叶颗粒由重力作用导致的沉积，保证集叶顺畅性。数学模型仿真与试验结果表明：减少横直管长度，采用圆角弯管与适合的竖直管长度的集叶管道，穿透率不小于86.8%，满足集叶要求。本文提出的鲜叶颗粒建模方法，用于集叶管道与鲜叶流相互作用的离散元仿真分析及管道结构优化。该研究可为集叶管道其他工作参数优化提供参考。

来源：2022年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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