【摘 要】
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钙果是我国特有的矮小灌木果树,因其具有较高的经济与营养价值,发展前景广阔。近几年,为了实现钙果机械化采收,国内相关学者致力于研究设计钙果机械收获装置,并取得了一定的成果。但是机械采收后钙果的含杂率高,不利于钙果后续精深加工。为了降低机械采收后钙果的含杂率,本文通过测定钙果机械收获脱出物相关物理特性,借助EDEM-Fluent耦合仿真技术为清选装置的设计提供理论参考,加工制造钙果清选装置,设计台架试
【基金项目】
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山西省重点研发计划项目（编号:201703D221029-1）； 山西农业大学科技创新基金项目（编号:Zdpy201802）； 山西农业大学科技创新基金项目（编号:Zdpy201906）；
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钙果是我国特有的矮小灌木果树,因其具有较高的经济与营养价值,发展前景广阔。近几年,为了实现钙果机械化采收,国内相关学者致力于研究设计钙果机械收获装置,并取得了一定的成果。但是机械采收后钙果的含杂率高,不利于钙果后续精深加工。为了降低机械采收后钙果的含杂率,本文通过测定钙果机械收获脱出物相关物理特性,借助EDEM-Fluent耦合仿真技术为清选装置的设计提供理论参考,加工制造钙果清选装置,设计台架试验验证。结果如下:（1）采用国标测量方法测量了钙果机械收获脱出物相关物理特性,其中包含脱出物组成及组成比,形态尺寸、质量、密度、悬浮速度、与不同材料间的摩擦系数、恢复系数。所测得的相关物理特性参数为后续耦合仿真及装置的设计研究提供了数据支持。（2）根据钙果物理特性和《农业机械设计手册》要求,设计了一种风筛式钙果清选试验装置,并介绍其组成与工作原理,并初步选定试验因素。（3）本文进行了Fluent与EDEM耦合仿真试验,采用eulerian-eulerian数学模型。其中EDEM采用Hertz-Mindlin无滑动接触模型来模拟颗粒间、颗粒与筛面、颗粒与清选筛内壁间的碰撞,Fluent采用rng-k流场模型模拟清选装置中的气体流速与压力大小的变化规律。（4）以风机风速、振动筛振幅、频率为试验因素,钙果清洁率与损失率为评价指标,用EDEM-Fluent耦合设计单因素仿真模拟试验,并对试验结果进行分析,根据仿真试验结果优化了试验台的结构参数,并确定了影响含杂率的试验因素为风机风速、振动筛振幅、频率。（5）以风机风速、振动筛振幅、频率为试验因素,钙果清洁率与损失率为评价指标,进行台架试验验证。单因素试验结果表明:当风机风速、振动筛振动频率与振幅逐渐增加时,钙果风筛式清选装置的清洁率先增大后减小,损失率逐步增大。其结果与仿真结果基本一致。正交试验表明:风机风速为10m·s-1,振动筛振幅为10mm,振动筛振动频率为9Hz为钙果风筛式清选装置最优清选参数组合。在最优清选参数组合下,装置的清洁率为96.3%,损失率为3.4%。
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