由于圆筒筛清选装置中的气流场起着清除轻杂物、改善谷物在筛筒内的运动轨迹以及缓解筛内谷物堆积的作用,因此研究和优化清选装置气流场的分布状态,将有益于进一步提高圆筒筛的清选质量。本课题在研究了水稻物理特性的基础上,对圆筒筛清选装置的气流场进行了数值模拟和试验研究,论文得出主要结论如下:(1)对水稻脱出物各组分的三轴尺寸、千粒重、含水率以及悬浮速度等物理特性参数进行了测量,通过分析发现,脱出物各组分的一些物理特性存在明显差异,尤其是脱出物的悬浮速度,其中饱满谷粒的悬浮速度在9.77m/s～12.86m/s,瘪谷的悬浮速度在4.23m/s～6.77m/s,短茎杆的悬浮速度在5.36m/s～6.5m/s,从而可以为谷物的清选研究提供基础数据。(2)以实验室中一种多因素可调的圆筒筛清选装置试验台作为研究对象,建立了圆筒筛清选室的三维模型,运用流体力学软件Fluent对圆筒筛中的气流场进行了求解计算。通过分析发现:越靠近圆筛筒内壁气流速度越低,在圆筒筛中前部沿筛筒轴线方向,各点气流速度下降十分明显;而在筒筛圆中后部气流分布比较均匀,且筛筒圆周面上各点气流速度变化较小;受喂料板的影响,筛筒圆周截面上的最高气流速度不在截面中心位置,且圆筒筛前端以及喂料板附近存在小面积的回流区域。(3)运用Fluent软件对不同离心风机转速、圆筒筛直径以及扩风道出口直径三个参数进行了气流场的数值计算,分析了这三个参数对气流场的影响情况。通过分析发现:风机转速和圆筒筛直径对气流分布有较大影响,而扩风道出口直径对筛筒内气流场的分布影响不大。(4)根据所测量的水稻脱出物的特性对多相流模型中的离散相进行了设置,采用拉格朗日法对脱出物(主要为瘪谷和饱满谷粒)在圆筒筛内的分布状态进行了模拟和分析。(5)以清选装置中筛筒气流入口中心点(A点)的流速作为评价指标,进行了三因素三水平的正交试验,考察了圆筒筛直径、离心风机转速以及扩风道出口直径对气流场的综合影响。参照评价指标的取值范围,利用极差分析法找出了有利于清选的最佳参数组合:风机转速为2100r/min,圆筒筛直径为250mm,扩风道出口直径为400mm。利用方差分析法检验了各因素对于A点气流速度影响的显著性:离心风机转速以及圆筒筛直径对A点气流速度均有显著影响,而扩风道出口直径对A点气流速度无显著影响。(6)通过在圆筒筛内布点的方式测量了筛筒内不同点的气流速度,对比了不同风机转速下各点气流速度的变化情况,并将所测的气流速度值与Fluent数值模拟的结果进行了对比分析,利用t检验方法验证了数值模拟结果的可靠性。