刮板式花生去殼機結(jié)構(gòu)設(shè)計含10張CAD圖
刮板式花生去殼機結(jié)構(gòu)設(shè)計含10張CAD圖,板式,花生,去殼,結(jié)構(gòu)設(shè)計,10,CAD
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科學(xué)指導(dǎo)
能源(2017)321–Procedia 142 327
第九應(yīng)用能源國際會議,ICAE 2017,21-2017年8月24日,英國加的夫
風(fēng)振式能量收割機(WIFEH)建筑一體化的研究
Angelo I. Aquinoa,*, John Kaiser Calautitb, Ben Richard Hughesa
英國謝菲爾德大學(xué)機械工程系
英國諾丁漢大學(xué)建筑與建筑環(huán)境系
摘要
在這個現(xiàn)代時代,低能設(shè)備無處不在,尤其是在考慮它們在建筑環(huán)境中的應(yīng)用時。本研究探討了建筑整合與能源整合的可能性。 風(fēng)力誘發(fā)顫振能收割機(WIFEH)的處理能力,這是一種微型發(fā)電機,旨在為低功率應(yīng)用提供能源。本工作進行了實驗研究。 f風(fēng)洞內(nèi)的WIFEH模型和與WIFEH系統(tǒng)集成的建筑物的計算流體力學(xué)(CFD)模型研究。實驗對不同風(fēng)作用下的WIFEH進行了研究。 風(fēng)洞風(fēng)速在2.3至10米/秒之間變化,以測量設(shè)備的感應(yīng)電壓產(chǎn)生能力。的wifeh能夠產(chǎn)生3伏的電壓有效值、峰-峰值電壓 當(dāng)氣流為2.3 m/s時,壽命為8.72 V,短路電流為1mA.。隨著風(fēng)速增加到5m/s,以及隨后的膜片保留,rms和峰值電壓也隨之增加。 短路電流也分別增加到4.88 V、18.2 V和3.75 mA。仿真中采用坡屋頂式建筑模型,從文獻中獲得的27?間距。用于計算流體力學(xué) 將WIFEH集成到一座建筑中,由于該地區(qū)的流量最大化,建筑物屋頂?shù)捻敳慨a(chǎn)生了最高的功率輸出。這個位置專業(yè) 介紹了45°進近角下最大功率輸出,在裝置位置為6.2 m/s的加速風(fēng)作用下,估計產(chǎn)生了62.4 mW功率。的方法和結(jié)果 這項工作可有助于進一步研究世界城市發(fā)展綜合方案在城市環(huán)境中的整合。
?2017年作者。由Elsevier有限公司出版。
由第九國際應(yīng)用能源會議科學(xué)委員會負責(zé)的同行評審。
關(guān)鍵詞:氣流;氣動彈性顫振;建筑物;計算流體力學(xué);模擬;風(fēng);風(fēng)帶
1. 介紹
目前,建筑占發(fā)達國家總能耗的20-#number0#,超過了工業(yè)和運輸部門的消費[1]。最重要的進步 發(fā)展風(fēng)能
1876-6102。?2017年作者。由Elsevier有限公司出版。由第九國際應(yīng)用能源會議科學(xué)委員會負責(zé)的同行評審。10.1016/j.egypro.2017.12.05 一
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在建筑物中收獲是顯而易見的--使發(fā)電廠更接近電力用戶。由于能源創(chuàng)造手段的共享和向公眾傳播,更高的能源效率 預(yù)計,隨著對能源公司的依賴減少,碳足跡減少,經(jīng)濟得到全面刺激[2]。此外,分布式發(fā)電將成為一種新的發(fā)電方式。 減少電網(wǎng)的負荷,依賴柴油發(fā)電機(在停電時)和輸電費用。
一種新的和正在出現(xiàn)的替代通常渦輪機是風(fēng)致顫振能收割機。在這個瞬息萬變的世界里,低能發(fā)電設(shè)備越來越受到人們的關(guān)注。 離子由于其與自助式微型設(shè)備和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛在集成,特別是在城市環(huán)境中。這些微型發(fā)電機產(chǎn)生的功率足以 聯(lián)合國發(fā)光二極管,獨立無線傳感器節(jié)點和小型液晶顯示器[3]-[5]。與以渦輪為基礎(chǔ)的發(fā)電機不同,WIFEH是一種小型、輕便、經(jīng)濟的直接混合器。 不需要任何齒輪、轉(zhuǎn)子或軸承的Sion能量收割機。風(fēng)向張緊的薄膜或帶周圍流動,使薄膜顫振,啟動連接的永磁體。 相對于一組線圈振動。這種運動導(dǎo)致電流在線圈中流動,從而產(chǎn)生電力[6]-[8]。
2.文獻綜述與目標
在低能風(fēng)能治理方面,最開始的技術(shù)之一是被認為是“顫振型”能源收割機。這些裝置可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的風(fēng)渦輪機。 由于沒有組件移動部件,ES具有一定的優(yōu)勢,從而降低了生產(chǎn)成本,延長了系統(tǒng)壽命。同樣重要的是要注意到基于顫振的風(fēng)力機。 Gy甚至可以設(shè)計成適應(yīng)高度波動的風(fēng)速和變化方向[9]。
為了提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的使用壽命,人們對適合其規(guī)模的替代電源進行了不斷的研究。WSN技術(shù) 目前部署在毫瓦和微波功率范圍[10]。對于小型能源收割機來說,這是一個吸引人和有利可圖的利基,尤其是w型。 e現(xiàn)被視為WIFEH。該風(fēng)力收割機利用氣動彈性顫振將風(fēng)能中的動能轉(zhuǎn)化為電能。
本文討論了WIFEH能源治理潛力的評價問題。通過對收割機樣機的試驗研究,對其進行了評價。 內(nèi)部風(fēng)洞;和(Ii)通過CFD分析,有關(guān)外部條件和收割機位置對收割機發(fā)電能力的影響。實驗分析將評估建造的 WIFEH樣機在不同風(fēng)洞風(fēng)速作用下的性能。cfd分析將研究各種外部條件和設(shè)備位置對性能的影響。 世界衛(wèi)生組織的成就。模擬將使用一個27度高的山墻屋頂式建筑模型[11]。大氣邊界層(ABL)流將用于模擬入射風(fēng)。
3. WIFEH樣機風(fēng)洞試驗運行評價
為了表征不同風(fēng)速對收割機性能的影響,在風(fēng)洞內(nèi)搭建了樣機并進行了試驗。樣機在風(fēng)洞風(fēng)洞中進行了測試。 W速度,使測量RMS電壓,峰值電壓和短路電流產(chǎn)生的收割機響應(yīng)于不同的風(fēng)速。W的示意圖 ifeh是圖1)而顯示原型示意圖在圖1中描繪的定位是B)。
在低速閉環(huán)風(fēng)管風(fēng)洞內(nèi),對單線圈、8層1.5 mm厚、10 mm直徑磁鐵的WIFEH原型進行了初步試驗研究。 詳見[12]。風(fēng)洞有一個尺寸為0.5、0.5和1米的試驗段(見圖2)。風(fēng)洞中的流動在試驗測試之前就有了特征。 e試驗段的不均勻性和湍流強度分別為0.6%和0.49%,符合推薦準則[12]。
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為了進行數(shù)據(jù)采集,該系統(tǒng)連接到位于風(fēng)洞外的Tektronix TBS1052B數(shù)字存儲示波器。風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)速與風(fēng)洞m的風(fēng)速是不同的。 2.3 m/s至最大值為(I)8m/s,不進行帶重扣;(Ii)10m/s,帶重新拉緊。應(yīng)該注意的是
重新調(diào)整,皮帶的性能沒有改善超過8m/s。在不進行膜保留的情況下,觀察到了自持續(xù)但不穩(wěn)定的振蕩,導(dǎo)致電壓信號不正常。 headings標題( heading的名詞復(fù)數(shù) )
Retensioner
a)
Flutter
Flutter
Coil
500 mmb)
membrane
Magnet
Flutter
membrane
WIFEH
prototype
500 mm
1000 m
洞試驗段原型
圖1。一個示意圖)四(4線圈安排)wifeh B)一wifeh風(fēng)
圖2。(一)的閉環(huán)風(fēng)洞側(cè)視圖(B)wifeh原型一個線圈配置顯示顫振運動在2.3米/秒
電壓波形的相關(guān)屬性,如最大值、峰峰值、均方根(RMS)的電壓和頻率可以在示波器的7英寸WVGA TFT彩色顯示器即時觀察。該儀器有3%個垂直(電壓)測量精度,允許用戶看到所有信號的細節(jié)。測量了連續(xù)不間斷生產(chǎn)的波形在示波器的液晶顯示器顯示和記錄連接到示波器的USB存儲設(shè)備。
用于風(fēng)洞試驗的wifeh模型構(gòu)建部分使用3D打印。銅線用于制造導(dǎo)電線圈銅漆包線40號(標準線規(guī))直徑0.125毫米。圓形殼體三維使用HP Designjet 3D打印機打印。外殼外徑為54。
阿曼達內(nèi)徑(孔直徑為12.5毫米),20毫米的間距和內(nèi)外厚度為12毫米的繞組線圈。大約2500匝的線圈產(chǎn)生線圈。線圈的內(nèi)阻測量為1150歐姆。相比之下,線圈用于設(shè)備中的傳感器從S. Frayne了38 AWG搪瓷線約25歐姆[ 13約150匝,電阻]。
交流電壓波形產(chǎn)生的wifeh系統(tǒng)在受到一個恒定的2.3米/秒的氣流是在圖3所示,這是一個)形成了有規(guī)律的正弦波形。這第一次試驗相當(dāng)于風(fēng)洞的初始和最小流速。測量為3 V RMS電壓的均方根電壓是可變電壓源如wifeh有效值。最大電壓讀數(shù)為3.84 V,峰值電壓為8.72 V。
沒有事先保留膜,風(fēng)洞氣流速度增加到5米/秒,觀察和記錄,如圖3中B所示是再交流電壓信號)。波形與前一種情況不一樣,我們可以觀察到鋸齒波信號與鋸齒波信號相似的更多轉(zhuǎn)折點,信號的負峰值減小。5米/秒風(fēng)速記錄有效值為4.16 V,峰值至峰值18.4 V,最大值為8.8 V。
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該wifeh膜然后retensioned同時保持風(fēng)洞氣流速度為5米/秒的收割機系統(tǒng)當(dāng)進行一個恒定的氣流再次被記錄的交流電壓波形。再次觀察到有小峰和主峰的正弦規(guī)律。這風(fēng)條件下,微型發(fā)電機產(chǎn)生的電壓4.88 V和9.20 V,最大峰峰值是18.2 V,如圖4所示的一個)。
圖3)的風(fēng)致顫振能量采集器的開路電壓(wifeh)無膜保留一個)在2.3米/秒的流速B)在5米/秒的流速
4的風(fēng)致顫振能量收割機開路電壓圖4(wifeh)膜保留5 m/s流速下
1米/秒的氣流速度也有兩例增加:(I)和(II)不帶保留帶保留,從2.3米/秒的開路電壓和短路電流進行每個增量后用數(shù)字萬用表,觀察??梢哉f,在不帶保留的最大開路電壓和短路電流均為6米/秒的氣流速度,超越有兩變量顯著下降。這是由于觀察到,除了氣流速度之外,與較低風(fēng)速的情況相比,傳送帶開始表現(xiàn)出不太穩(wěn)定的振蕩。這種不穩(wěn)定的顫振極大地影響了磁體線圈的相對動態(tài)定位,從而影響了導(dǎo)線圈的感應(yīng)電壓和電流。因此,氣流速度和開路電壓或短路電流之間的關(guān)系沒有觀察到是線性的(見圖5)。However, with retensioning of the belt the linear relationship between airflow and voltage / current resume. 這種趨勢甚至持續(xù)到10米/秒的氣流速度。
圖5電輸出性能的無保留wifeh不同流速下:(一)開路電壓短路電流(B)
4.計算流體動力學(xué)(CFD)的wifeh融入建筑的分析
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該wifeh集成到一個系統(tǒng)建設(shè)為藍本,通過ANSYS Fluent CFD模擬的氣流模式,在建筑內(nèi)部和周圍的能量收割機速度大小和分布。這是為了使能源收割機在整個過程中的位置優(yōu)化。
各種建筑剖面。這項調(diào)查模擬了一個溫和的微風(fēng),這是第3類在博福特風(fēng)力規(guī)模。流采用標準k-–?湍流模型模擬,這是在建筑物周圍風(fēng)[ 11 ]流研究的一個行之有效的方法,–[ 14 ] [ 16 ]。
圖6)顯示一側(cè)面橫截面計算域內(nèi)代表圍繞建設(shè)綜合wifeh氣流分布的速度分布。圖的左側(cè)顯示了米/秒氣流速度的刻度。流體域中的等高線圖是彩色編碼的,與CFD彩色地圖有關(guān),范圍從0到5.9米/秒。而在wifeh設(shè)備R1的速度分布的觀點,R2和R3上的圖所示。結(jié)果表明,屋頂?shù)男螤詈徒嵌葘ifeh的性能有顯著的影響。在圖中,很清楚的是,在屋頂背風(fēng)處定位設(shè)備會導(dǎo)致由于這個地區(qū)風(fēng)速低而產(chǎn)生的能量很少。然而,應(yīng)該注意到,其他風(fēng)向角的情況并非如此,例如,風(fēng)向是相反的方向。因此,在建筑物安裝設(shè)備時,位置測量、風(fēng)評估和詳細建模是非常重要的。在風(fēng)速(嗯)4.7米/秒和0°風(fēng)向,R1中的氣流速度最高,而最低的是4.5米/ s的R2觀察wifeh位于屋頂?shù)闹醒搿?
圖6 B)顯示一個視圖截面計算域內(nèi)代表圍繞建設(shè)綜合wifeh氣流分布的速度分布。進場風(fēng)廓線從該區(qū)域的右側(cè)進入,氣流在接近建筑物時減慢,并在拐角處加速。而在wifeh設(shè)備F1-F3和S1-S3速度分布的觀點是在圖表頂部和右側(cè)所示。在風(fēng)速(嗯)4.7米/秒和0°風(fēng)向,在F1和F3的氣流速度最高,而最低的是5.4m/s S2、F2觀察wifeh位于氣流回流區(qū)。圖7比較了位于三個位置F3、S3和R3的設(shè)備在各種室外風(fēng)速下的估計輸出。在這三個地點中,在30°風(fēng)向下,R3的輸出量最高,介于2.5到15.2 V之間,而F3的輸出量最低。
圖6。(a)建筑物B橫斷面?zhèn)让嬉晥D的速度幅度輪廓)建筑物的橫斷面俯視圖
Estimated Power Output (mW)
300
200
100
0
4
6
8
F3
10
室外風(fēng)速(米/秒)
R3
S3
圖7。各種室外風(fēng)速的影響(嗯)對F3的位置wifeh估計輸出,S3和R3
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5. 結(jié)束
風(fēng)致顫振能收割機具有成本低、模塊化好等優(yōu)點,在建筑環(huán)境中具有很高的應(yīng)用價值。隨著氣流速度的增加,明渠的氣流速度也隨之增加- 由WIFEH產(chǎn)生的電路電壓和短路電流。用數(shù)字示波器觀測到正弦波電壓信號,風(fēng)洞風(fēng)速為2.3 m/s。 5米/秒,皮帶重新固定。5m/s風(fēng)量時,無帶扣帶時,波形變差。記錄的有效電壓分別為3.0 V和4.88 V,最大值為o。 F分別為3.84 V和9.20 V,風(fēng)洞風(fēng)速分別為2.3 m/s和5m/s。
在對WIFEH建筑位置的模擬方面,該建筑屋頂?shù)捻旤c提供了最大的功率產(chǎn)量,該位置的產(chǎn)量最大,45度的最高。 風(fēng)相對于建筑物的接近。因此,WIFEH裝置的優(yōu)化安裝可以優(yōu)先考慮建筑物的屋頂和后緣,以獲得最高的po。 可承受的發(fā)電,取決于風(fēng)的條件,而不是前沿或表面中心。
對wifehs數(shù)組可以為進一步擴大潛在的系統(tǒng)組裝的可能性。結(jié)果說明使用詳細的CFD分析評價系統(tǒng)的意義 e及其周圍環(huán)境。詳細的速度分布結(jié)果表明,CFD能夠評價建筑物周圍設(shè)備的最佳定位。建模過程和 本工作提供的數(shù)據(jù)可供工程師和研究人員進一步研究WIFEH在城市環(huán)境中的整合。
感謝
我們要感謝英國文化協(xié)會(DOST-Newton基金編號209559487)為這項研究提供的資金。
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XXXX答辯答辯論文題目:花生去殼機結(jié)構(gòu)設(shè)計答辯人:XXX學(xué)號:XXX背景和意義背景:花生是我國重要的經(jīng)濟作物,隨著世界貿(mào)易的發(fā)展,花生的深加工產(chǎn)品層出不窮?;ㄉ摎な腔ㄉ罴庸で白钪匾牟襟E之一。人工脫殼已經(jīng)不能滿足需求,脫殼機的研發(fā)迫在眉睫。意義:提升花生的經(jīng)濟價值,促進花生高端產(chǎn)品的發(fā)展。工作原理進料碰撞脫殼脫殼完成未完全脫殼進入分選口刮板柵籠擠壓二次脫殼殼仁分離集仁板脫殼裝置脫殼裝置脫殼裝置主要由以下幾部分組成:箱體、刮板,柵籠及傳動系統(tǒng)。脫殼裝置利用對稱的4塊鋼刮板對花生的碰撞和刮板與柵籠間的擠壓來實現(xiàn)脫殼的。傳動裝置傳動裝置傳動裝置主要由電動機、V帶輪和主軸等組成。傳動系統(tǒng)的布置是指動力源、脫殼裝置、軸以及輔助裝置的位置等。殼仁分離裝置殼仁分離裝置殼仁分離裝置的主要部件是分選口。分選口由上下通道,風(fēng)機組成。010203研究內(nèi)容研究內(nèi)容影響脫殼質(zhì)量的因素影響脫殼質(zhì)量的因素花生的大小花生的大小花生果的含水量花生果的含水量柵籠鋼條的間隙柵籠鋼條的間隙刮板的速度刮板的速度1.1.花生果的物理特性花生果的物理特性2.2.刮板和柵籠的結(jié)構(gòu)參數(shù)刮板和柵籠的結(jié)構(gòu)參數(shù)脫殼裝置的設(shè)計脫殼裝置的設(shè)計特點特點金屬棒與編織網(wǎng)凹版 立式轉(zhuǎn)子與編織漏篩 金屬刮板與鋼條柵籠結(jié)構(gòu)簡單、成本低、仁完整度高運轉(zhuǎn)穩(wěn)定,效率高生產(chǎn)效率高,脫殼率高,仁完整度高。開式紋桿滾筒脫殼機立式轉(zhuǎn)子脫殼機開式扁條滾筒脫殼機金屬柵籠脫殼裝置傳動系統(tǒng)的選擇方案一:V帶輪一級傳動。方案二:鏈傳動二級傳動。方案三:齒輪嚙合二級傳動。方案對比及各方案的特點經(jīng)過多方面的對比和參考,方案一的成本比較低,環(huán)境適應(yīng)力好,滿足多方面的需求,所以選擇方案一作為花生脫殼機的傳動方案。傳動部件脫殼裝置的設(shè)計計算脫殼裝置的設(shè)計計算.脫殼軸脫殼軸的設(shè)計的設(shè)計 軸的最小直徑在式中 脫殼機功率,;轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)速,。取d=16mm。脫殼軸的強度校核脫殼軸的強度校核.主軸設(shè)計主軸設(shè)計式中:軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù);扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切應(yīng)力,MPa;T 軸所受的扭矩,Nmm;n 軸的轉(zhuǎn)速,r/min;D 計算截面處軸的直徑,mm;P 在軸傳遞的功率,KW;許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,MPa,6.355 MPa 合格其他部件的設(shè)計進料量的控制箱體的鑄造,結(jié)構(gòu)風(fēng)量的控制機架結(jié)論1.四塊十字構(gòu)成的刮板保證與花生的碰撞;2.傳動裝置主要由電動機、V帶輪和主軸等組成;3.滾動鋼條組成的柵籠。4.相比與以前的花生脫殼機,此次的花生脫殼機載 脫殼效率方面有巨大的提升。致謝這次的畢業(yè)設(shè)計從開始選題,到具體要研究的內(nèi)容和所需解決的問題,再到研究方法和技術(shù)路線確定,最后到完成這篇論文的整個過程中都離不開老師對我孜孜不倦的教誨和幫助。在此謹向尊敬的老師表達我最真誠的謝意。THANK YOU
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板式
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結(jié)構(gòu)設(shè)計
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刮板式花生去殼機結(jié)構(gòu)設(shè)計含10張CAD圖,板式,花生,去殼,結(jié)構(gòu)設(shè)計,10,CAD
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