我国是世界第二大玉米生产国和主要消费国，2019年，全国玉米播种面积为41284千公顷，玉米产量为26077万吨。玉米作为粮食、饲料来源，需求量巨大。尤其是随着放开玉米进口的呼声提高，我国玉米产业正面临着严重冲击。在玉米生产中，同玉米精播和施肥等相比，玉米收获阶段的机械化水平还很低，远远落后于同为旱田作物的小麦，玉米机械化收获还存在较大的提升空间。由于玉米收获时籽粒含水率差别很大，因此国内外机械化收获有2种不同方法：一种是用谷物联合收割机配带玉米割台来直接收获籽粒；另一种是采用专用玉米收获机收获玉米果穗。玉米籽粒联合收获机，因其一次作业即可完成摘穗、脱粒和清选，发达国家更倾向应用此种方式。而在我国，玉米收获后多用作工业原料或饲料，亦需要玉米收获时直接脱粒，以减少多次加工过程。尤其在收获期晚且具备一定粮食烘干条件的地区，玉米籽粒收获机倍受重视，具有很好的发展前景。本项目以玉米籽粒收获机风筛清选装置工作机理和优化设计为研究内容：通过理论分析建立清选装置内气固两相运动模型，在此基础上完善风筛清选筛孔处颗粒透筛理论；构建不规则形状颗粒——玉米脱出物碰撞系数和摩擦因数测试平台，形成不规则形状散粒体物理力学特性参数测定的系统有效的研究方法；创新筛体及驱动机构，建立筛体运动模型；运用有限元与离散元（CFD-DEM）耦合研究具有新型筛体的清选装置内气固两相流同时存在时气体的流动特征及玉米脱出物的运动规律，明确清选装置的清选机理；确定风筛清选装置的参数和玉米脱出物的特性对清选装置性能指标的影响规律，为提高清选装置性能提供关键技术；将关键技术集成后应用于原型样机并进行田间测试，修正技术。 1.气体运动规律分析。基于运动学原理和清选装置内气体参数建立清选装置内气体运动质量守恒微分方程与动量守恒微分方程；建立气流对颗粒作用的动量方程式。 2.筛孔处颗粒相运动规律分析。虽然清选装置内气体与机械共同作用实现玉米脱出物的清选分离，但筛面上颗粒运动分析较匮乏，本项目拟建立清选装置内考虑气流作用的颗粒相——玉米籽粒以及其他脱出物在筛孔上移动过程的动力学方程，包含了气流作用力、筛子移动引起的惯性力、部分筛面接触的正压力以及摩擦力的受力分析，通过动力学方程计算确定筛孔处籽粒透筛、杂余不透筛的气体条件。 3.颗粒透筛性能试验验证。基于试验测试不同区域谷物特性和筛孔气流速度，分析颗粒的透筛性，研究并确定籽粒透筛、杂余不透筛的最佳气流，验证理论分析结果的正确性。 4.本项目为提高清选装置性能提供关键技术，可靠性有待继续研究。玉米籽粒收获机是玉米收获机未来的发展趋势，籽粒清选是谷物收获的重要环节，项目意义重大。理论研宄与应用研宄密切结合，研宄工作有很强的针对性，本研宄是整机研宄重要的一部分，研宄成果可以立即在脱粒玉米联合收获机上得到应用。

东北农业大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。