利用CFD-DEM耦合的水射流清洗猪粪过程数值模拟与验证

作     者：刘凯歌 周昕 徐杏 赵先亮 潘梓博 路伏增 吉洪湖 蔡静 周卫东 LIU Kaige;ZHOU Xin;XU Xing;ZHAO Xianliang;PAN Zibo;LU Fuzeng;JI Honghu;CAI Jing;ZHOU Weidong

作者机构：浙江科技学院生物与化学工程学院杭州310023 浙江省农业科学院畜牧兽医研究所杭州310021 浙江省农业机械研究院金华321017 

基　　金：浙江省重点研发计划项目(2021C02050) 宁波市科技计划项目(022Z178) 浙江省农业科学院专项经费项目(2023R22CB001) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2023年第39卷第23期

页      码：204-211页

摘      要：为探究水射流清洗猪粪的过程和效果,利用计算流体力学和离散元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)耦合对水射流清洗猪粪过程进行数值模拟与验证。结果表明:1)水射流清洗猪粪过程分为三个阶段:自由射流清洗、淹没射流清洗、冲击强化,水射流到达猪粪层表面后0.45 s内清洗效率最高;2)在同结构参数和工作压力下,锥形喷嘴清洗效果优于直锥形喷嘴,连续清洗0.45 s作用时长锥形喷嘴清洗量比直锥形喷嘴高约0.83%;3)锥形喷嘴最大水平清洗移速与清洗目标深度、工作压力负相关,与喷嘴出口直径无明显关系,其中清洗目标深度影响最大。该研究提出了60%含水率的猪粪颗粒粗粒建模方法,并通过清洗试验验证了耦合仿真的有效性,研究结果可为畜禽粪污清洗装备的设计与优化提供理论参考。

主 题 词：模拟 水射流 喷嘴 CFD-DEM 清洗 流固耦合 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.202307175

馆 藏 号：203125847...