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Simulación numérica y optimización de dispositivo de limpieza de aire de descascarador de cacahuetes

Autores: Liu, Zhixia; Yu, Yongqiang; Wang, Jing; Kang, Zhiwei; He, Fengyu; Gao, Lianxing

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 11

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para mejorar su rendimiento de limpieza, se utilizó el dispositivo de limpieza por aire de la descascaradora de cacahuetes como objeto de investigación y se llevó a cabo una simulación numérica. Se propuso un esquema para optimizar el ángulo de instalación de la superficie de la pantalla del dispositivo de limpieza por aire, y se evaluó la influencia de la velocidad del flujo de aire de la superficie del tamiz antes y después de la mejora estructural de la máquina en la distribución del flujo de aire de toda la cámara. Al mismo tiempo, se utilizó el método de acoplamiento de simulación de dinámica de fluidos computacional-elemento discreto (CFD-DEM) para llevar a cabo pruebas de simulación de un solo factor en el dispositivo de limpieza por aire mejorado, analizar la trayectoria de movimiento, velocidad y desplazamiento de los extrudados en la cámara de limpieza, caracterizar la ley de separación de los extrudados y determinar los rangos de parámetros para cada factor. Además, basado en el diseño central compuesto de Box-Behnken, se llevó a cabo una prueba de simulación ortogonal con tres factores, incluida la velocidad del ventilador, la amplitud y la frecuencia de vibración, y se investigó la influencia de cada factor en la tasa de pérdida de granos y la tasa de impurezas. Además, los factores influyentes fueron optimizados y se obtuvo la combinación óptima de parámetros; cuando la velocidad del ventilador era de 1682.72 r/min, la amplitud era de 3.74 mm y la frecuencia de vibración era de 492.86 Hz, era más propicio para la limpieza de los granos. Finalmente, se verificó la precisión de los métodos de simulación y optimización a través de la prueba de la máquina, y se obtuvo la combinación óptima de parámetros: a una velocidad del ventilador de 1680 r/min, una amplitud de 3.7 mm y una frecuencia de vibración de 490 Hz, y la tasa de pérdida de granos y la tasa de impurezas fueron del 2.01% y del 2.42%, respectivamente, 3.71 y 4.42 puntos porcentuales más bajos que antes de la optimización.

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