农业机械学报

作者：李国莹，徐祝欣，李国梁，李雪，卢志浩，于润之，杨诚

单位：山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心;青岛普兰泰克机械科技有限公司,青岛普兰泰克机械科技有限公司,青岛普兰泰克机械科技有限公司,青岛普兰泰克机械科技有限公司;青岛农业大学,青岛农业大学;青岛普劳德机电科技有限公司,青岛农业大学;青岛普劳德机电科技有限公司,山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心;青岛普兰泰克机械科技有限公司,

关键词：小区收获机;除杂装置;辅助板;CFD-DEM耦合仿真;柯恩达效应

基金：山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心开放课题（SDXTZX-03）和山东省重点研发计划(农业良种工程)项目（2024LZGC004）

在小区收获机中，基于柯恩达效应的除杂系统是一种新型二级除杂装置，具有结构简单、空间占比小的优势。在实际应用中，仅依靠曲面的柯恩达效应仅能实现杂质分离，大部分杂质无法在气流作用下有效去除，导致除杂效率较低。为提升装置的除杂效率，增强曲面末端的柯恩达效应强度，并减少气流扩散现象，本文在原有除杂装置的基础上，增设了辅助板结构。基于CFD-DEM方法，获取了无辅助板时小麦籽粒和颖壳杂质的颗粒偏转角，并利用这些颗粒偏转角，通过几何关系确定了辅助板自由端角度的变化范围为4.89°~27.12°。借助数值仿真方法，深入研究了装置内部柯恩达效应作用带的流场结构，确定了柯恩达效应末端速度突变处的高度位置范围为0.112~0.128m。基于仿真结果，进一步明确了辅助板长度及其固定端对应位置。最终，通过台架试验得出，当辅助板自由端角度为25°，长度为155mm，固定端高度位置为0.122m时，除杂效果最佳，籽粒含杂率为0.998%，充分证明了辅助板在提升除杂装置性能方面的显著作用。

来源：2025年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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