棉花悬浮速度特性仿真分析与实验研究

摘要

针对目前采棉机气力输送管道易产生输送不畅和堵塞的问题，结合棉花的特点，以颗粒空气动力学理论为基础，分析了棉团尺寸、密度和气力输送管径等因素对悬浮速度的影响．利用Fluent软件仿真了棉团对管道内气流场特性的影响，并进行了实验研究．仿真结果表明：在气力输送过程中，气流在棉团下游区形成湍流；当增大棉团直径时，湍流强度也增大，导致输送棉团的阻力增加，使输送气流速度降低．实验结果表明：棉团尺寸大小、密度和气力输送管径影响悬浮速度；悬浮速度随棉团直径的增大而减小，随密度的增大而增大；当占挤系数小于50%时，理论、仿真和实验值较吻合，验证了仿真结果的合理性．通过考虑风机选型和减少能耗，将棉花悬浮速度范围确定在7.55～12.00 m/s．研究结果有助于确定气力输送管道的设计参数，为采棉机气力输送管道结构和工作参数的优化设计以及确定最佳风机型号提供理论依据．

关键词

棉团 / 悬浮速度 / 边界层分离 / 湍流强度 / 气力输送