[1]石鑫,杨豫新,牛长河,等.基于Fluent分析的棉田废地膜秸秆分离装置设计[J].江苏农业学报,2023,(04):1062-1071.[doi:doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2023.04.016]
　SHI Xin,YANG Yu-xin,NIU Chang-he,et al.Design of separation device for waste film and straw in cotton field based on Fluent analysis[J].,2023,(04):1062-1071.[doi:doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2023.04.016]
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基于Fluent分析的棉田废地膜秸秆分离装置设计()
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江苏农业学报[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
期数:
2023年04期
页码:
1062-1071
栏目:
农业工程
出版日期:
2023-08-30

文章信息/Info

Title:
Design of separation device for waste film and straw in cotton field based on Fluent analysis
作者:
石鑫; 杨豫新; 牛长河; 王学农
（新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐830091）
Author(s):
SHI Xin; YANG Yu-xin; NIU Chang-he; WANG Xue-nong
(Institute of Agricultural Mechanization, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China)
关键词:
废地膜; 棉秸秆; 分离; 资源再利用
Keywords:
waste film; cotton straw; separation; reuse of resources
分类号:
S223.5
DOI:
doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2023.04.016
文献标志码:
A
摘要:
针对棉田机械化回收的废地膜与棉秆、土壤等杂质混合难以分离，无法资源化再利用，且随意掩埋或焚烧易造成环境二次污染的问题，拟开展膜杂混合物分离技术研究，提出筛筒式膜杂分离原理，为膜杂分离机的设计提供参考。以残膜回收机回收的膜杂混合物为研究对象，开展物理特性研究，测出废膜、秸秆、土壤颗粒的悬浮速度，利用SPSS软件统计分析物料悬浮速度与受风面积的相关性，通过搭建膜杂混合物料风选试验台，分析膜杂混合物各组分在风选试验台气流场中的运动轨迹和沉降规律，确定了筛筒式膜杂分离装置关键部件最佳尺寸和工作参数，并采用Fluent进行流体域数值模拟，确定地膜和杂质分离效果的最佳进风速度为80 m/s，最优入风角度为600°。通过验证试验可知当筛筒转速为40 r/min，进风速度80 m/s，入风角度600°时，试验所得的膜中含杂率为973%、杂中含膜率为0261%，验证了理论分析和结构设计的合理性及流体域数值模拟分析的正确性。本研究结果可为废地膜杂质分离及废地膜资源化再利用提供参考。
Abstract:
It’s difficult to separate the waste mulch film from cotton stalks, soil and other impurities after mechanically recycled, and the waste mulch film can’t be reused as a resource Besides, randomly burying or burning of the waste mulch film may cause secondary environmental pollution Aiming at the above problems, a study on the separation technology of membrane and impurity mixture was carried out, and the separation principle of roller screen type was proposed to provide a reference for the design of membrane-impurity separator Taking the membrane impurity mixture recycled by the residual membrane recycling machine as the research object, the physical characteristics research was carried out to measure the suspension velocity of waste film, straw and soil particles The correlation between material suspension velocity and windward area was analyzed by SPSS statistical software By building the air separation test bench for membrane-impurity mixture, the movement track and settlement law of each component of the membrane-impurity mixture in the air flow field of the air separation test bench were analyzed, the optimal size and working parameters of the key components of the roller screen type membrane-impurity separation device were determined, and the fluid domain numerical simulation was carried out by using Fluent software The optimal air inlet velocity for the separation effect of mulch and impurities was 80 m/s, and the optimal angle was 600° According to the verification test, when the rotating speed of the rotary screen was 40 r/min, the air inlet speed was 80 m/s, and the air inlet angle was 600°, the impurity rate in membranes was 973%, and the membrane content rate in the impurities was 0261%, which verified the rationality of theoretical analysis and structural design, as well as the correctness of numerical simulation analysis in fluid domain The results can provide reference for the separation of impurities in waste mulch film and recycling of waste mulch film

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2022-10-30 基金项目：国家自然科学基金地区基金项目（51965059）；新疆“三农”骨干人才培养项目（2022SNGGGCC027）；新疆农机研发制造推广应用一体化项目（YTHSD2022-09）作者简介：石鑫（1982-），女，新疆乌鲁木齐人，硕士，高级工程师，主要从事农田废弃物综合利用技术与装备研究。（Tel）18999111523；（E-mail）35957511@qq.com 通讯作者：牛长河，（E-mail）15999133007@139.com
更新日期/Last Update: 2023-09-12