风筛式清选装置含杂率对清选的影响

风筛式清选装置含杂率对清选的影响

0联合收获机清选系统该县的选择主要是为了选择从水稻收获机中去除的废物。这是联合收获中非常重要的一步，直接影响联合收获机的选择性能。风筛式清选因其清选后水稻的清洁度高、清选损失小和适应性强等优点,得到了广泛应用。清选原理是利用气流和振动筛的联合作用,由于脱出物料中各成分的空气动力学特性的不同,对籽粒与杂余等进行分离清选,同时配合筛子振动来较好地完成对大杂余和少量落在筛面上的轻杂余的清选。1液压系统组成试验在黑龙江八一农垦大学研制的清选试验台上进行。该清选装置由机架、综合操作柜、离心风机、喂料模拟装置、贯流风机、筛片、筛架、数据采集系统、接料箱和电机等组成,如图1所示。其具有结构简单、操作及调整方便、工作参数可调、测试精度高和数据采集系统工作可靠等特点。2试验材料试验采用经轴流脱粒与分离装置脱粒后得到脱出物料,其主要成分为水稻籽粒、颖壳、断穗和茎秆等轻质杂余。3结果与分析3.1回归方程的方差分析按照正交旋转组合设计安排试验,得到含杂率的实验结果。利用DPS软件对试验数据进行处理,得到风机转速、风机倾角、曲柄转速与含杂率间的回归方程,即y=1.47-0.12x1-0.59x2+0.39x3+0.44x2112+0.08x2222+0.35x2332+0.16x1x2-0.23x1x3+0.09x2x3(1)回归方程的方差分析结果如表1所示。查F表,得到F0.05(5,8)=3.69,F1<F0.05(5,8),表明拟合曲线方程显著。同时用统计量F2检验拟合方程的显著性,F2>F0.01(9,13)=4.17。经过F检验可知,模型与实际状况拟合较好。经t检验,在显著水平α=0.5时,因拟合方程各个回归的系数都显著,所以回归模型为y=1.47-0.12x1-0.59x2+0.39x3+0.44x2112+0.08x2222+0.35x2332+0.16x1x2-0.23x1x3+0.09x2x3(2)3.2变量对y含杂率影响的研究由回归方程可知,含杂率的数学模型(2)的变量有3个。为了直观地找出风机转速、风机倾角和曲柄转速(变量xj)对指标y含杂率的影响,在风机转速、风机倾角和曲柄转速3个变量中,将其中2个变量设置在不同水平上,研究余下的1个变量对评价指标含杂率的影响规律。3.2.1曲柄转速与含杂率的关系在回归方程中,把风机倾角和风机转速分别固定在3个水平上(-1,0,1),进而得出评价指标含杂率和曲柄转速之间的回归方程。模型1:(x1,-1,-1)f(x1)=2.19-0.05x1+0.44x2112模型2:(x1,0,0)f(x1)=1.47-0.12x1+0.44x2112模型3:(x1,1,1)f(x1)=1.79-0.19x1+0.44x2112曲柄转速与含杂率的关系如图2所示。由图2可以看出:在逐渐增大曲柄转速的情况下,含杂率先逐渐减小,而后又逐渐增大;含杂率达到最低点时,曲柄转速在0水平。这表明,太高和太低的曲柄转速都会减小透孔率,致使风选效果减弱。3.2.2风机转速与含杂率的关系同法可得,评价指标含杂率和离心风机转速之间的回归方程,即模型1:(-1,x2,-1)f(x2)=2.22-0.84x2+0.08x2222模型2:(0,x2,0)f(x2)=1.47-0.59x2+0.08x2222模型3:(1,x2,1)f(x2)=2.3-0.34x2+0.08x2222风机转速与含杂率的关系如图3所示。由图3可以看出:在逐渐增大风机转速的情况下,各水平含杂率逐渐降低。这表明,在风机转速逐渐增大的情况下,更容易被吹出机体之外的是轻杂,致使含杂率有逐渐降低的趋势。3.2.3风机倾角与含杂率的关系同法可得,评价指标含杂率和离心风机出口倾角之间的回归方程,即模型1:(-1,-1,x3)f(x3)=2.86+0.53x3+0.35x2332模型2:(0,0,x3)f(x3)=1.47+0.39x3+0.35x2332模型3:(1,1,x3)f(x3)=1.44+0.25x3+0.35x2332风机倾角与含杂率的关系如图4所示。从图4可以看出:在风机倾角逐渐增大的情况下,含杂率逐渐降低,在-1水平和0水平之间变化不显著,0水平以后明显增大。这表明,当离心风机出口倾角处于比较大的角度时,离心风机出风口对准上面的筛子,上筛风量大,风力集中,致使上下筛两层瀑布风力较弱,风选效果下降,杂余增多,含杂率增大。3.3双因素分析与讨论3.3.1离心风机转速和曲柄转速对含杂率的影响考察3个因素中的曲柄转速(x1)和风机转速(x2)两因素交互作用对含杂率y的影响时,固定风机倾角x3在某个指定的值上,取x3=0,则回归模型(2)改写为y=1.47-0.12x1-0.59x2+0.44x2112+0.08x2222+0.16x1x2(3)离心风机转速和曲柄转速对含杂率的影响规律如图5所示。由图5可知:在曲柄转速逐渐增加的情况下,先是含杂率逐渐降低;在0水平附近时,降到最小值,随后又有变大的趋势;当曲柄转速取某一固定值时,增大离心风机的转速,会使含杂率逐渐下降。风机转速在1水平以上并且曲柄转速在0水平左右时,水稻的含杂率较小;在风机转速和曲柄转速的交互作用中,曲柄转速对含杂率影响较大。3.3.2离心风机出口倾角和曲柄转速交互作用的影响考察3个因素中的曲柄转速(x1)和风机倾角(x3)两因素交互作用对含杂率y的影响时,固定风机转速的值,令x2=0,则回归模型(2)可改写为y=1.47-0.12x1+0.39x3+0.44x2112+0.35x2332-0.23x1x3(4)离心风机出口倾角和曲柄转速交互作用时对含杂率的影响,如图6所示。图6表明:当曲柄转速不变时,含杂率随着离心风机出口倾角的增加先逐渐降低,然后又逐渐升高;在离心风机出口倾角一定时,逐渐增大曲柄转速,含杂率先逐渐降低,然后逐渐升高。当离心风机出口倾角在-1水平左右并且曲柄转速在-0.5水平时,含杂率出现最小值,清洁率较高。在离心风机出口倾角和曲柄转速的交互作用时,离心风机出口倾角是影响含杂率的主要因素。3.3.3离心风机倾角和离心风机转速交互作用考虑离心风机转速(x2)和离心风机出口倾角(x3)对含杂率y的影响时,固定曲柄转速值x1=0,则回归模型(2)可以改写为y=1.47-0.59x2+0.39x3+0.08x2222+0.35x2332+0.09x2x3(5)离心风机倾角和离心风机转速交互作用时对含杂率的影响如图7所示。图7表明:在离心风机出口倾角不变时,增加离心风机转速,水稻脱出物的含杂率逐渐变小;在离心风机转速水平较低时,增大离心风机出口倾角,含杂率的变化最初比较平缓,然后逐渐增大;在离心风机转速水平较高时,增大离心风机出口倾角,使含杂率逐渐上升。在离心风机出口倾角和离心风机转速的交互作用中,离心风机出口倾角是影响含杂率的主因素。3.3.4求解贡献率用贡献率来确定因素对评价指标作用的大小顺序,得检验方差比和贡献率为F(1)=1.9241δ1=0.4851F(2)=44.5208δ2=0.9775F(3)=19.5995δ3=0.949F(11)=28.2895δ11=0.9647F(22)=0.8243δ22=0F(33)=17.5788δ33=0.9431F(12)=1.8042δ12=0.4457F(13)=3.9814δ13=0.7488F(23)=0.6495δ23=0求得贡献率分别为:Δ1=2.0471,Δ2=1.2004,Δ3=2.2665。由各因素的贡献率可知,试验因素曲柄转速x1、风机转速x2和风机倾角x3对含杂率作用的大小顺序为:风机倾角>曲柄转速>风机转速。4风机转速和曲柄转速的影响1)由含杂率和曲柄转速的关系曲线可以看出:在逐渐增大曲柄转速的情况下,含杂率先逐渐减小而后又逐渐增大;含杂率达到最低点时,曲柄转速在0水平。由含杂率和离心风机转速的关系曲线可以看出:在逐渐增大风机转速的情况下,各水平含杂率逐渐降低。由含杂率和离心风机出口倾角的关系曲线可以看出:在风机倾角逐渐增大的情况下,含杂率先是逐渐降低;在-1到0水平之间比较平缓;0水平以