清选装置清选谷物的性能直接影响到联合收获机的整体收获性能。强制惯性分离室是4TZL-2000型割前稻麦联合收获机的清选装置,它利用谷物的漂浮特性、输送带的惯性和气流作用来实现谷物中各成份的分离清选,且清选谷物过程是复杂的气固两相流过程。开展对强制惯性分离室清选谷物的研究,分析强制惯性分离室内气流场的分布情况,探索谷物各成份在强制惯性分离室内的运动规律,不仅能为现有的分离室结构改进提供参考依据,还能为研究清选物料的装置提供新的方法。本文在这样的背景下,结合国家自然科学基金,运用计算机编程,计算流体力学和气固两相流理论对强制惯性分离室清选谷物的气流清选谷物原理进行研究并试验验证,主要工作内容如下：1、确定强制惯性分离室的主要结构参数,利用VB语言对CATIA软件进行二次开发,在人机交互界面上输入结构参数实现三维结构模型的建立。通过自主开发的建模软件能够快速建立数值模拟时所需的分离室三维模型,从而避免了重复建模的繁琐过程,节省了劳动时间,提高了工作效率。2、应用计算流体力学中相关理论与方法,基于FLUENT软件选择标准的k-ε湍流模型对气流在分离室内的运动情况进行数值模拟。本文以入口气流速度为18m/s为例,分析了分离室内的气流场分布情况,其结果表明：隔板下方的气流速度在14-18m/s范围内,此区域的气流速度大于谷物悬浮速度,气流携带谷物向分离室后方运动;处在隔板末端与水平输送带中部这部分区域的气流速度在2-6m/s范围内,此区域的气流速度大于短茎秆等杂余悬浮速度而小于籽粒悬浮速度,谷物中各成份在此区域实现分离；隔板上方的气流速度在7-30m/s范围内,此范围的气流速度大于短茎杆等杂余悬浮速度,气流携带短茎杆运动至离开分离室；分离室后部的气流速度在2m/s左右,谷物依靠输送带惯性作用能够实现沉降到排料叶轮里并最终被排出分离室。3、利用离散相模型和气固两相流耦合理论,以隔板为因素对不同隔板长度的分离室内谷物运动情况进行数值模拟,由结果分析知当隔板长度为720mm时,强制惯性分离室的谷物清洁率最佳。选定隔板长度为720mm的分离室,数值模拟了不同入口气流速度对谷物清洁率的影响和不同密度籽粒在分离室内的沉降情况。结果表明：入口气流速度越大,气流携带谷物能力越强,强制惯性分离室的谷物清洁率也越高；不同密度的籽粒能够在强制惯性分离室内实现沉降,避免了收获损失。4、在割前脱粒试验台对强制惯性分离室中截面(对称面)的气流速度进行测量,采用MATLAB软件进行数据处理并绘制其等高线图,采用高速摄像技术获得了谷物的实际运动轨迹,将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟的正确性。同时考察了以入口气流速度、谷物喂入量为因素对指标谷物清洁率的影响,单因素试验结果表明随着入口气流速度的增大谷物清洁率有增大趋势,谷物清洁率随着谷物喂入量的增大有减小的趋势；正交试验结果表明对谷物清洁率的重要性影响顺序为入口气流速度大于谷物喂入量。当入口气流速度为18m/s,谷物喂入量为2kg/s时,强制惯性分离室的清洁率最佳为87.19%。综上所述,通过VB语言开发出强制惯性分离室三维结构建模软件,采用数值模拟和试验台试验相结合的方法,系统的揭示了强制惯性分离室气流清选谷物的原理,可为此类型的清选装置的研究提供参考。