传统环筛式锤片粉碎机工作时,粉碎室内气固流场会形成环流层,环流层的存在会引起粉碎机生产率低、能耗高等问题。为此,本文在课题组前期研究基础上优选设计出三种不同类型异形筛片(分段圆弧形筛、翼形筛、翼形三角形组合筛)破坏物料环流层,提高粉碎机性能。采用理论分析、数值模拟、流场测试及试验研究相结合的方法探究粉碎机筛片形状变化对流场特征的影响规律,进而探究出流场特征与粉碎机性能的关系,主要研究成果如下:1.优选设计出三种异形筛片并阐述其设计原理,以粉碎机安装翼形筛为例,分析了粉碎机安装翼形筛后的流场运动特征。分析认为粉碎机安装翼形筛会使锤筛间隙不断变化,改变气流运动规律,有利于破坏物料环流层,提高粉碎机性能。2.基于计算流体力学软件FLUENT对粉碎机安装不同形状筛片进行了内流场数值模拟,模拟结果显示,粉碎机安装环形平筛时转子附近存在明显的负压区,出口压力较小,且锤片附近气流速度过高,不利于物料的粉碎和出筛。粉碎机安装异形筛后,流场特征明显改善,负压区压力减小,出口压力增大,锤片附近气流速度降低。转子区域负压值从大到小依次为环形平筛>分段圆弧形筛>翼形筛>翼形三角形组合筛,出口压力从小到大依次为环形平筛<分段圆弧形筛<翼形筛<翼形三角形组合筛,锤片扫过区域气流速度从大到小依次为环形平筛>分段圆弧形筛>翼形筛>翼形三角形组合筛,其中粉碎机安装翼形三角形组合筛时流场特征最优。3.为验证数值模拟结果的准确性,针对粉碎机工况,基于微型单片机(Arduino pro micro)设计开发了一套流场特征测试系统,流场测试结果与数值模拟结果误差为10.3%,说明数值模拟结果真实可信。4.对粉碎机安装不同筛片工况下进行了粉碎性能试验,以生产率、吨料电耗、温升、成品饲料颗粒均匀度作为评价指标。试验结果表明,粉碎机安装异形筛时综合性能较安装环形平筛时均有所提高,其中粉碎机安装翼形三角形组合筛时综合性能最优,生产率提高了 19.89%,吨料电耗降低了 17.88%,温升降低了 0.95℃,成品饲料颗粒均匀度最好。试验结果验证了数值模拟和理论分析结果的准确性。本论文研究成果可为锤片式粉碎机的优化设计提供理论依据。