分流对冲与多级扩容式集沙仪内气流降速规律研究

来源：中国农机化学报杂志2019年第8期北京时间：

作者：宋涛;葛媛媛;孟晓军;尹纪财;许振保;仇义;

单位：泰山学院机械与建筑工程学院;内蒙古农业大学机电工程学院;

摘要：集沙仪是研究和防治土壤风蚀所必需的仪器,其主要作用是捕获风蚀地域近地表空气中的沙尘。风沙分离器是分流对冲与多级扩容式集沙仪的关键部件,是基于气流的分流对冲降速与多级扩容降速的组合原理设计,具备较高的降速效果,并呈现出了一定降速规律。该文以风沙分离器为研究对象,利用数值模拟和试验验证相结合的方法,分别对气流、气固两相流的降速规律进行分析,结果表明:(1)气流的湍动能越大,湍动能损失就越大,气流速度的降速幅度也就越大,这种变化关系通常出现在结构突变的位置。(2)通过结构的突变设计,使气流形成大范围、较高值的湍动能场,可以大幅度降低气流速度,集沙仪可以采用此降速方法收集沙尘。(3)从数值模拟结果看,随着固相颗粒所占体积分数的逐渐增大,气流速度有所降低,但降低幅度不大;当固相颗粒所占体积分数一定时,气流速度越高,降速效果越好;就分流对冲与多级扩容式集沙仪而言,对较高浓度、较高运动速度的风沙流具有更好的降速效果,其集沙效果也更好。

关键词：土壤风蚀,集沙仪,风沙分离器,降速,湍动能场

基金资助：山东省自然科学基金项目(ZR2017LD001);; 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2011ZZ018);; 泰安市科技发展计划项目(2017GX0061)