某智能型烟草除杂机流场的仿真研究

摘要

智能型烟草除杂机是一种集光、电、机、气为一体的自动化设备，其中最为关键的一个系统是杂物剔除系统，它借助气力输送技术通过输送带将烟草物料运输至适当位置然后抛出，通过剔除阀的喷气作用最终实现非烟杂物的剔除。本智能型烟草除杂机在气力输送技术的基础上研制而成，且在杂物剔除系统的结构上增设了均风板，气流的稳定性是本除杂机运行过程中最为关键的一个参数。因此研究烟草除杂机杂物剔除系统的内部流场特性，对于改进装置的除杂性能、增强工作稳定性具有非常重要的意义。 本文首先分析了烟草除杂机的系统组成及工作原理，建立了杂物剔除系统的物理模型并划分出了网格模型。在纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）的基础上，对杂物剔除系统内部的常规流场展开了数值计算，结果表明均风板取得了良好的均风效果，但是计算时的网格数量巨大，计算起来困难。 其次将流体流动区域分为流体区域和多孔介质区域，研究了多孔介质的参数设置方法，对杂物剔除系统内部的多孔介质流场展开了数值计算，结果表明应用多孔介质模型计算时的网格数量大大降低，计算方便且多孔介质模型的应用效果和实际均风板的效果基本一致。 最后研究了杂物剔除系统内部流场中离散相的运动规律，并研究了不同进风口位置对于系统流场的影响，结果表明大部分的颗粒在导流板的作用下在输送带上平稳均匀的往前运动，且进风口位于右侧方的除杂效果更好。 仿真分析结果为烟草除杂设备的结构设计与优化提供了技术上的支持，所得参数为工程应用提供了有效的参考。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1课题背景及其意义

1．2国内外发展现状

1．2．1国外发展现状

1．2．2国内发展现状

1．3 CFD在除杂领域的应用

1．4本论文的主要研究内容

1．5本章小结

2除杂系统的工作原理及模型的建立

2．1除杂机工作原理分析

2．2气力输送技术的应用原理

2．3杂物剔除系统模型的建立

2．4本章小结

3杂物剔除系统的常规流场分析

3．1基本控制方程

3．2湍流模型

3．3求解方法

3．3．1偏微分方程的数值求解法

3．3．2基本的求解方法

3．4离散格式

3．5网格生成技术

3．6常规流场的仿真计算

3．6．1常规流场的网格划分

3．6．2常规流场仿真结果分析

3．7本章小结

4杂物剔除系统的多孔介质流场分析

4．1多孔介质模型的控制方程

4．2多孔介质模型的参数

4．3多孔介质流场的仿真计算

4．3．1计算域与网格划分

4．3．2多孔介质流场仿真结果分析

4．4本章小结

5杂物剔除系统流场内的离散相分析

5．1离散相(DPM)分析

5．1．1离散相控制方程与计算方法

5．1．2离散相仿真结果分析

5．2不同进口位置对流场特性的影响

5．3本章小结

6总结与展望

6．1工作总结

6．2工作展望

致谢

参考文献

附录