基于有限元方法的采棉機集棉筒氣流場分析與優(yōu)化

吾爾科木·冉合木，古麗巴哈爾·托乎提，買買提明·艾尼，熱依汗古麗·木沙

（1.新疆大學機械工程學院，新疆 烏魯木齊 830047；2.塔城地區(qū)市場監(jiān)管局特種設備檢驗檢測所，新疆 塔城 834700）

1 引言

氣力輸送系統(tǒng)是采棉機主要的棉花輸送方式[1]，實際運行過程中，采棉頭將部分棉枝、棉桃和棉葉等同時采收，籽棉與棉枝、棉桃、棉葉、土塵等硬顆粒含雜物在氣流的推動下混合形成氣-柔-剛多體多相混合顆粒群[2-3]，該顆粒群具有結構不規(guī)則、密度不同、體積易變、易纏繞等特性，這種被送物體所需的氣力大于棉花所需的實際懸浮速度，從而導致采棉機在實際作業(yè)過程中容易引起集棉筒內部堵塞問題。

采棉機氣力輸送系統(tǒng)的設計，需要保證氣力輸送管道內部氣流速度大于多相混合顆粒群所需臨界速度，從而避免輸棉管道和集棉筒內部堵塞問題。

由于從理論方面提出多體混合物輸送臨界值難度大[4]，因此過去經常以加大風機風量和減少含雜率的方法去解決集棉筒堵塞問題[5]，實踐證明，加大風機風量會引起集棉筒內部出現(xiàn)湍流和提高含雜率的現(xiàn)象，不能夠確切地解決集棉筒內部堵塞問題。

近些年來，許多研究者關于不同的采棉機氣力輸送裝置進行研究，文獻[6-8]對統(tǒng)收式采棉機氣力輸送系統(tǒng)內部流場動力學研究，根據物料物理特性確定風速風壓，同時在輸送管道內設計一種除雜裝置。

文獻[9]將各種不同類型的物料輸送系統(tǒng)進行比較，對梳齒式采棉機輸送管道內部出現(xiàn)渦流現(xiàn)象進行優(yōu)化與改進；……