顧炳龍 楊亞洲 張玉虎
摘 要:為了深入探討花生脫殼機脫殼過程中花生的運動情況,通過離散元軟件Edem的顆粒仿真效果,測花生參數(shù):密度、碰撞恢復(fù)系數(shù),建立顆粒模型加以仿真,導(dǎo)出其工作過程圖像,以期為花生脫殼機的運動情況提供借鑒。選取品種為大白沙和花育23的花生做參數(shù)測量試驗。
關(guān)鍵詞:密度;摩擦系數(shù);剛度系數(shù);彈性系數(shù);碰撞恢復(fù)系數(shù)
中圖分類號:S23 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170332018
引言
花生的種植歷史悠久,地域廣闊,在世界上種植面積僅次于油菜,而在世界油料生產(chǎn)和國際貿(mào)易中也是僅次于大豆,同樣居于第2位。花生是我國重要的油料作物和優(yōu)質(zhì)蛋白資源。脫殼是花生種植及油用、食用加工前的必經(jīng)工序,是影響花生果仁及其制品品質(zhì)和商品性的關(guān)鍵[1-3]。機械化脫殼加工技術(shù)由于脫凈率低、破損率高,改善脫殼部件,提高效率尤為迫切;用軟件可以在部件改進時進行大量仿真,達到節(jié)約成本的目的。本文通過對Edem前期數(shù)據(jù)的測量,以期用Edem為花生部件改進、花生實際效果對比做出準(zhǔn)備工作。
1 密度的測量
1.1 試驗設(shè)備
量程為250mL細直量筒、精度為0.01g的電子天平。
1.2 試驗方法
每種花生選取30粒,分3組,每組10粒,分別測其殼重與仁重。在刻度為250mL量筒中先裝入150mL的水,然后分別把殼和仁浸入水中,測其體積。通過公式
求出其體積,由于每種花生得出3個值,求平均。下圖所選花生為花育23。
1.3 試驗結(jié)果分析
花育23殼密度為0.445g/mL,仁密度為0.982g/mL;大白沙殼密度為0.307g/mL,仁密度為0.911g/mL。
2 碰撞恢復(fù)系數(shù)的測量
2.1 試驗設(shè)備
2.2 試驗方法
首先調(diào)節(jié)好設(shè)備,在桌面上調(diào)節(jié)好設(shè)備。首先在桌面上放好花生碰撞材料(鐵板、尼龍、花生殼),然后按照30cm、40cm、50cm的高度向下投放花生殼或仁,測出花生殼或仁彈起的高度。
由牛頓碰撞定律知,對于材料一定的兩物體,它們碰撞后開開的相對速度v2-v1余碰撞前接近的相對速度v10-v20成正比,比值e稱為恢復(fù)系數(shù),即:
2.3 試驗結(jié)果分析
見表1和表2。
對于高度而言,種子的碰撞系數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,這是由于花生在運動過程中損耗了能量。
對于花生而言,花生仁與其它材料的碰撞系數(shù)高于花生殼和花生整體的碰撞系數(shù),這是由于花生仁的密度比花生殼和花生整體大,使碰撞能量更加集中。
3 總結(jié)
花育23殼密度為0.445g/mL,仁密度為0.982g/mL;大白沙殼密度為0.307g/mL,仁密度為0.911g/mL。
不同的花生品種對碰撞恢復(fù)系數(shù)影響不大;高度對碰撞系數(shù)的影響呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;仁的碰撞系數(shù)高于殼和花生整體的碰撞恢復(fù)系數(shù)。
參考文獻
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