何強龍 ，程麗娟 ，伍永福 ，官 鑫 ，劉建明

（1.新疆工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830022；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；3.新疆工程學(xué)院 控制工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830022；4.酒泉奧凱種子機械股份有限公司，甘肅 酒泉 735000）

20世紀(jì)六七十年代，我國谷物清選設(shè)備的發(fā)展正處于起步階段[1-2]，在學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化國外成果后，許云飛等[3]結(jié)合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和體制，設(shè)計了一種依據(jù)物料特性和空氣動力學(xué)特性的復(fù)式清選機，同時，空氣動力學(xué)谷物清選技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物收割、谷物篩選等工作中[4]?；诳諝鈩恿W(xué)谷物清選技術(shù)，王木君等[5]、BRǎCǎCESCU等[6]、王正等[7]研究了種子的比重式清選，廖慶喜等[8]、王昌[9]、KRZYSIAK等[10]、GENG等[11]對聯(lián)合收割機以及聯(lián)合收割機之后的谷物清選設(shè)備進行了大量研究，得到了氣動特性相關(guān)的調(diào)整控制量。谷物清選精選工作大部分都是基于空氣動力學(xué)氣固兩相流動實現(xiàn)，氣流特性、谷物脫?；旌衔镂锢硖匦耘c清選性能有密不可分的關(guān)系[12]，研究空氣動力場中氣流穩(wěn)定性、均勻性的分布規(guī)律及對谷物分級質(zhì)量的作用機理是非常必要的。針對空氣動力場在谷物清選中的應(yīng)用，很多學(xué)者又對不同谷物的物理、氣動力和固體流動特性進行了一系列研究[13-16]，研究發(fā)現(xiàn)，氣流速度場決定裝置分離效率[17]，而且種子的含水量對其物理特性影響很大[18]，為了達到更好的分離效果，BAKHTIARI等[19]、EISSA等[20]、ALI等[21]對不同含水量的種子在同一表面上的靜摩擦系數(shù)以及同一種子在不同表面上的靜摩擦系數(shù)進行了相關(guān)研究。DUDAREV等[22]通過試驗提出了一種重力級聯(lián)分離器，單純的重力場決定了清選性能的局限性。BRACACESCU等[23]結(jié)合空氣動力學(xué)原理及種子的比重受力設(shè)計了一種新型SCA5曝氣清潔分離器，對氣流特性及不同谷物的顆粒特性進行研究，提供了一些谷物混合物分離的理論參考。PANASIEWICZ等[24]在谷物顆粒氣流分選過程中確定了影響分離過程的基本因素。WóJCIK等[25-27]利用改進的阿蒙頓-庫侖摩擦模型來描述谷物顆粒材料的靜摩擦和動摩擦，對不同條件下的大豆、玉米、黑小麥的摩擦力進行測量，并對影響因素進行評價。對于基于空氣動力特性的谷物顆粒清選裝置，谷物顆粒混合物的空氣動力學(xué)特性尤為重要，王學(xué)農(nóng)等[28]在巴旦木物料殼仁清選時，通過試驗和理論計算得到了物料各組分懸浮速度的變化范圍；DAI等[29]通過試驗研究和CFD-DEM仿真，得到了胡麻脫粒混合物中不同組分的懸浮速度分布及其分離特性；KUMAR等[30]從理論上計算了流動顆粒介質(zhì)中不同大小的入侵顆粒的浮力，研究發(fā)現(xiàn)，各組分的懸浮速度決定了分離氣流速度，進而可以判斷不同組分在氣流中的運動。YUAN等[31]采用DEM-CFD氣固耦合法對筒篩運動和篩選特性進行了模擬分析；JIANG等[32]基于CFD-DEM氣固耦合理論模擬和測試聯(lián)合收割機分離室中谷物顆粒的運動；DAI等[33]基于CFD-DEM氣固耦合理論模擬和測試了胡麻脫粒物料的分離清洗過程，并且在胡麻脫粒材料雙通道氣篩分離及清潔設(shè)備上進行了驗證，分離和清洗效果良好，說明應(yīng)用空氣動力進行谷物清洗是可行的。后來有學(xué)者在控制算法上對分離效果進行了優(yōu)化[34-36]。隨著計算流體力學(xué)的發(fā)展，回顧近年來基于空氣動力學(xué)谷物清選技術(shù)的研究進展，很多學(xué)者開發(fā)并使用了一些數(shù)學(xué)模型，便于分析優(yōu)化顆粒復(fù)雜流動[36-37]，然而有關(guān)空氣動力場分布對谷物顆粒分選質(zhì)量影響規(guī)律的研究少見報道，采用CFD-DEM耦合數(shù)值方法探究谷物顆粒分離過程及優(yōu)化谷物顆粒分選效果成為熱點。CFD-DEM耦合數(shù)值方法也是一種分析谷物顆粒清選過程有效而可行的數(shù)值方法[38-39]，同時給谷物顆粒運動的研究帶來極大的方便[40-41]。

本研究通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻資料，收集與空氣動力學(xué)谷物清選技術(shù)相關(guān)的前沿研究報道，對谷物分選設(shè)備流場進行研究，旨在對基于空氣動力學(xué)谷物清選技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提供幫助。

1 谷物流化—比重式分選

利用重力差異分離原理，設(shè)計了比重式種子分選機。針對比重式種子分選機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運行工況，孔德遠(yuǎn)[42]在分析其工作原理的基礎(chǔ)上，提出了6個可變調(diào)節(jié)參數(shù)。趙正楠等[43]、王艷豐等[44]依據(jù)不同可調(diào)參數(shù)下比重式種子分選機的運行情況，對種子物料分離、種子凈度以及發(fā)芽率的影響進行研究，得到了一組設(shè)備運行適宜參數(shù)，在千粒質(zhì)量、純度、凈度以及發(fā)芽率等方面都有顯著提高。

BRACACESCU等[45]在小麥種子分離中采用SP-00型負(fù)壓式重力分離器，研究了供料流量、抽吸氣流流量、篩面傾角、篩面振幅等對分離過程質(zhì)量指標(biāo)的影響，而種子的清選是在負(fù)壓環(huán)境中進行的，有利于尺寸均勻顆粒的分層，但是對于尺寸均勻度小的種子分選效果不是很好，而且設(shè)備的嚴(yán)密性直接影響到生產(chǎn)功耗。王旭等[46]在分選苜蓿種子時，設(shè)計了正壓臺式重力分選機，分選機分選性能指標(biāo)符合設(shè)計要求，但是設(shè)備生產(chǎn)率以及工作篩面鋪層厚度對性能指標(biāo)影響較大。為了更好地控制分選性能指標(biāo)，王旭等[47]利用5TZX-50型重力分選機在其上增設(shè)了預(yù)分層喂料系統(tǒng)，在種子物料進入工作篩面之前，對種子物料進行分層處理，避免種子物料在分選時擠占分選工作面面積，輕、重雜質(zhì)去除率分別提高到了95.12%和96.37%，實現(xiàn)了工作篩面高效利用。

重力分選機精選大多工作于風(fēng)選之后，通常應(yīng)用于種子精選。種子從收割到成品經(jīng)歷了多次設(shè)備，清選周期較長，合理穩(wěn)定的氣流分布是提高比重分選效果的重要因素，比重分選設(shè)備應(yīng)采用多聯(lián)離心風(fēng)機[48-49]。比重分選設(shè)備的研究大部分集中在試驗研究上，試驗成本較高，試驗過程中設(shè)備結(jié)構(gòu)不易變化，改造成本高，谷物顆粒在篩面上空氣動力場中的運動軌跡和分層現(xiàn)象不易獲取分析，為了便于觀察分析谷物顆粒運動，應(yīng)豐富研究方法。

2 旋風(fēng)分離器中谷物顆粒清選

旋風(fēng)分離器在工業(yè)氣—固兩相流的研究頗為廣泛，包括內(nèi)部氣流的分布以及同一軸向位置顆粒濃度的徑向分布等，其主要用于顆粒物的分離，并且在顆粒物的分離中取得了極佳的分離效率，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中目前應(yīng)用較為少見[50-53]。目前，大部分谷物清選采用風(fēng)篩清選裝置，裝置部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪聲大、振動大，而旋風(fēng)分離裝置結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛[54-56]。師清翔等[57]在便攜式谷物聯(lián)合收獲機試驗中，對雙揚谷器旋風(fēng)分離清選系統(tǒng)運行參數(shù)進行設(shè)定優(yōu)化。趙學(xué)觀等[58]利用Fluent軟件對比有、無吊桶旋風(fēng)分離器在大豆收割機上脫粒物料循環(huán)中的分離效率，結(jié)果表明，有吊桶旋風(fēng)分離器有更高的分離效果。廖慶喜等[59]在油菜聯(lián)合收割機上設(shè)計了旋風(fēng)分離器，萬星宇等[60-61]結(jié)合組合式旋風(fēng)分離清選系統(tǒng)工作流程（圖1），搭建組合式旋風(fēng)分離清選系統(tǒng)試驗臺對油菜聯(lián)合收割機上影響旋風(fēng)分離清選系統(tǒng)清選性能的主次因素進行了理論分析和試驗研究。結(jié)果表明，在幾何尺寸一定的條件下，吸雜口風(fēng)量為0.566～0.692m3s，拋揚裝置主軸轉(zhuǎn)速為500～700 r/min時，系統(tǒng)清潔率與損失率分別為91.50%和6.02%。

圖1 組合式旋風(fēng)分離清選系統(tǒng)工作流程Fig.1 Working process of cyclone separation cleaning system with replaceable parts

GENG等[62]在小麥聯(lián)合收割機上設(shè)計使用了旋風(fēng)分離清洗系統(tǒng)，通過正交試驗分析旋風(fēng)分離清洗系統(tǒng)參數(shù)對清洗率和損耗率的影響，得到了一組最優(yōu)參數(shù)：頂錐角為30°，分離筒高度為430 mm，捕獲雜質(zhì)風(fēng)機轉(zhuǎn)速為1900 r/min，揚谷機轉(zhuǎn)速為800 r/min。除此之外，旋風(fēng)分離器經(jīng)常也用于谷物混合物一次分離后雜余混合物的再分離，ASTANAKULOV等[63]利用旋風(fēng)分離器設(shè)備對紅花籽中輕雜質(zhì)的分離進行研究，結(jié)果表明，風(fēng)機的結(jié)構(gòu)尺寸及轉(zhuǎn)速、管路結(jié)構(gòu)尺寸及布置是影響雜質(zhì)分離效率和種子損失的重要因素。通過試驗測定了風(fēng)機和抽吸管路的參數(shù)和工況，在風(fēng)機結(jié)構(gòu)尺寸和管路結(jié)構(gòu)尺寸確定的情況下，物料清選設(shè)備中風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為2200 r/min（空氣流量5.1 m/s），吸管高度為70～130 mm，坡度在20°～40°，紅花籽粒的輕雜質(zhì)分離達到了85%左右。

上述研究發(fā)現(xiàn)，雖然旋風(fēng)分離器單純依靠氣流清選，結(jié)構(gòu)簡單、振動小、操作控制變量少，但是旋風(fēng)分離器幾何參數(shù)對谷物清選性能影響很大。因此，需要結(jié)合氣流參數(shù)、顆粒特性對旋風(fēng)分離器幾何參數(shù)進行優(yōu)化。此類分離裝置一般應(yīng)用于微型聯(lián)合收割機或小型谷物清選設(shè)備的輕雜質(zhì)分離以及谷物混合物一次分離后雜余混合物中的顆粒沉降回收?；旌衔镱w粒通過氣流送入旋風(fēng)分離器，在其內(nèi)部有復(fù)雜的氣固兩相流動，顆粒分布與氣流分布之間有較強的相關(guān)性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流分布研究僅局限于CFD模擬得到氣流參數(shù)分布云圖，通過云圖對流場進行分析，對谷物顆粒運動與氣流分布的耦合研究較少。

3 氣流—平面篩的谷物顆粒清選

篩分是谷物聯(lián)合收獲作業(yè)的關(guān)鍵工序[64]，冷峻等[65]對雷沃重工RG-60型聯(lián)合收獲機清選裝置上篩面風(fēng)速分布情況進行了實測和仿真，上篩面整體風(fēng)速分布不均導(dǎo)致了物料在篩面上的堆積，表明上篩面整體風(fēng)速分布的均勻性影響物料清選的效果。在清選裝置上篩面風(fēng)速分布研究中，將擋風(fēng)板角度調(diào)整30°對風(fēng)速分布進行仿真優(yōu)化（表1），并得到了一致的結(jié)果。

表1 擋風(fēng)板逆時針轉(zhuǎn)動30°前后上篩面風(fēng)速對比Tab.1 Comparison of wind speed on upper sieve surface before and after turning of wind shield counterclockwise by 30°ms

ALDOSHIN等[66]考慮了聯(lián)合收割機清理過程中氣流的均勻性，為了隔離小雜質(zhì)，在下篩與斜底之間的清洗系統(tǒng)中加裝一個細(xì)網(wǎng)篩。LI等[67]對傳統(tǒng)平面線性篩做了改進，在傳統(tǒng)平面線性篩上增設(shè)了滑指和梯板，采用CFD-DEM對新型清潔篩顆粒分散特性進行了參數(shù)設(shè)計和數(shù)值模擬，研究發(fā)現(xiàn)，單個雜質(zhì)和谷?；^滑指和梯板時，分別產(chǎn)生位移差和清選高度差。在風(fēng)機轉(zhuǎn)速不變的情況下，梯板的階梯長度有效地增加了氣流速度（圖2），提高了篩網(wǎng)上顆粒分散度，進而提高了設(shè)備清選效率。與傳統(tǒng)平面線性篩相比，新型篩垂直篩面方向截面的顆粒綜合分散度比傳統(tǒng)篩高8.14%，顆粒在新型篩面的綜合分散度提高了6.87%。但是，以上研究都是針對水平地形開展清選作業(yè)的。BIENIEK等[68]針對特殊地形以谷物純度和谷物損失為指標(biāo)，利用蒙特卡羅數(shù)值方法對坡地植物收割機的氣動谷物篩分系統(tǒng)的橫向傾斜角、坡地縱向傾斜角、主風(fēng)機的控制角、主側(cè)風(fēng)機的輸風(fēng)量等參數(shù)進行了研究，并確定了優(yōu)化參數(shù)。

圖2 不同篩面清洗裝置的區(qū)域劃分和風(fēng)速分布Fig.2 Area division and airflow velocity distribution in cleaning unit with different screen surfaces

對聯(lián)合收割機氣流—平面篩清選工作的研究，都是集中在理想化的平坦地面進行的，而氣流—平面篩隨收割機械一直在向前行進，地面的非平坦性對清選工作帶來了挑戰(zhàn)。試驗研究設(shè)備處于靜態(tài)未考慮機械行進中產(chǎn)生的抖動，CFD-DEM模擬研究模型也未考慮此因素，設(shè)備的抖動對顆粒的運動和氣流場的分布都會產(chǎn)生影響，而且不嚴(yán)密處漏入空氣在設(shè)備行進中會產(chǎn)生附加氣流，附加氣流會對顆粒運動和氣流場產(chǎn)生影響，導(dǎo)致谷物顆粒的清洗效率下降、谷物損失增加，研究中需要在綜合考慮各個附加因素的前提下，對研究結(jié)果進行完善。

4 氣流—圓筒篩谷物顆粒清選

OROBINSKY等[69]對OZF-80型分級篩分機利用分段清洗技術(shù)獲得優(yōu)質(zhì)顆粒進行研究，谷物顆粒不僅可以通過篩子的大小來區(qū)分，還可以通過吸入或吹入系統(tǒng)中的空氣動力學(xué)特性來區(qū)分，應(yīng)用氣動和慣性分離器進行小顆粒堆清洗的設(shè)計具有更高的經(jīng)濟性[70]。多級旋轉(zhuǎn)錐形篩在風(fēng)機轉(zhuǎn)速一定時，KRZYSIAK等[71-73]通過試驗與數(shù)值模擬方法分別研究了5RPM、75RPM這2種篩筒轉(zhuǎn)速下錐形篩傾角對分離清洗過程的影響。首先對采集的試驗數(shù)據(jù)計算、整理，得出了各組分分離系數(shù)和清潔效率，其次通過單因素方差分析檢驗篩筒傾角的影響，然后進行Tukey′s真實顯著性差異檢驗，篩筒傾角為0°±2.5°清選效果和效率較好。

YUAN等[74]采用CFD-DEM耦合的方法研究了含雜水稻混合物在水平布置圓柱篩中的分離規(guī)律及篩選特性，確定了圓柱篩入口氣流速度、尺寸和轉(zhuǎn)速對篩分成分運動規(guī)律和篩選特性的影響。在此基礎(chǔ)上，YUAN等[74]又在篩筒上周向螺旋布置了偏轉(zhuǎn)部件，通過CFD-DEM研究了氣流速度、篩孔尺寸、偏轉(zhuǎn)部件對篩筒分離效率的影響，谷物混合物在偏轉(zhuǎn)部件的碰撞作用下發(fā)生了飛濺，避免了物料在篩筒壁上的局部堆積，這樣更有利于谷物混合物的二次分離，確定了清洗最優(yōu)參數(shù)：氣流速度為11 m/s，篩孔尺寸為11 mm，篩筒偏轉(zhuǎn)部件為2圈，圓筒篩在不斷的優(yōu)化下，清潔比、清洗效率分別提高到了98.88%和87.72%。但是，落入圓柱篩的顆粒以及篩筒上的偏轉(zhuǎn)部件對軸向氣流分布的均勻性產(chǎn)生了干擾，由于氣流在風(fēng)道橫截面的不均勻分布，清潔比會發(fā)生反復(fù)的波動。

針對軸向氣流的不均勻性，SHEPELEV等[75]設(shè)計了水平吸入通道空氣螺旋分離器，降低了顆粒堆顆粒相互碰撞的可能性，并且進行綜合因子2k型試驗，確定清選質(zhì)量隨主要參數(shù)變化的規(guī)律。通過試驗結(jié)果建立了回歸方程，確定各因素對雜質(zhì)分離質(zhì)量的影響，利用Maple 2016軟件構(gòu)建了響應(yīng)面分析結(jié)果模型，弄清了清潔質(zhì)量對空氣螺旋分離器設(shè)計參數(shù)和運行方式的依賴關(guān)系。此外，SHEPELEV等[76]在試驗研究的基礎(chǔ)上應(yīng)用ANSYS做了進一步的數(shù)值模擬，通過氣流路徑、設(shè)備中的壓力梯度、空氣流速及湍流分布狀況發(fā)現(xiàn)分離中的氣流扭曲提高了谷物清潔的質(zhì)量，論證了空氣螺旋分離器工作元件的主要設(shè)計和技術(shù)參數(shù)：工作件直徑0.3 m，空氣供應(yīng)段長度0.75 m，清粒工作段長度0.7 m，吸入通道截面積0.33 m2，谷物進料處吸入通道流量7.5～8.0 m/s，氣流壓力127 Pa，螺桿轉(zhuǎn)速60 r/min。

在圓筒篩清選裝置中涉及物料運動和篩筒的旋轉(zhuǎn)，在分析時二者的運動對清洗部件內(nèi)部氣流場的影響考慮不足。因此，在研究時所用的仿真模型還不夠完善，后續(xù)的研究中需要更精確的仿真模型方可得到更精確的分析結(jié)果。

5 氣流—無篩網(wǎng)谷物顆粒清選

谷物清選時，在垂直氣流分離通道中分離谷物混合物是較為常見的技術(shù)[77]。李騰等[78]以FLX-150A型風(fēng)力篩選機為研究對象，對篩選機氣流通道及分離室進行了仿真研究，得到氣流場的分布規(guī)律和氣流場下顆粒分布規(guī)律，并且采用綜合平衡法得出最佳工況。CHERNYAKOV等[79-80]突破傳統(tǒng)篩網(wǎng)，基于空氣動力場在錐型分流器下方設(shè)置風(fēng)機葉輪，提出離心式錐形氣動顆粒分離器，并且增設(shè)了負(fù)壓式輕雜質(zhì)強制去除系統(tǒng)，與此類傳統(tǒng)分離器相比分離器的性能提高1.6倍。ADAMCHUK等[81]對無篩氣動離心清種機進行了理論研究，研究得到分離工作體的合理參數(shù)，顆粒處于“流態(tài)化”時，偏心軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動分離面振蕩，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)從較大的半徑到較小半徑方向，分離面的下層顆粒與分離面周期性分離，實現(xiàn)顆粒的分離清選。

NESTERENKO等[82]提出利用旋轉(zhuǎn)運動的慣性離心力來強化顆粒物料密度分離過程的想法。BULGAKOV等[83-84]在研究葵花籽的分選時，根據(jù)谷物顆粒密度的不同提出了無篩網(wǎng)吸振分離器（圖3），氣流作用于中心管道上的螺旋翼板件產(chǎn)生自激振蕩，由供料口落到中心管頂部的種子受到離心慣性力的作用，導(dǎo)致種子混合物各組分的運動路徑不同完成了分離。在分離過程的研究中，將吸振分離器簡化為等效原理模型進行了理論分析計算，通過計算機分析和實驗室試驗對比發(fā)現(xiàn)結(jié)果一致，并建立了顆粒離開中心管錐形頂部后的運動數(shù)學(xué)模型，從理論上驗證分離器運行的一些設(shè)計和運動學(xué)參數(shù)：中等組分管直徑50～70 mm，重組分90～110 mm，分離器中心管直徑200 mm，氣流速度4.5～5.5 m/s。當(dāng)中心管旋轉(zhuǎn)角位移為270°時，分離效果最明顯。

圖3 振動抽吸分離器結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of vibration and aspiration separator

在強制空氣流動下，中心管及螺旋翼板件產(chǎn)生自振蕩，自振蕩的操作模式加強了分離過程，并且無需特殊機制來推動自振蕩運動，減少了設(shè)備運行的控制量，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，現(xiàn)代化和維護的成本低。在垂直吸入通道中顆粒的重力方向和氣動力方向同線，但是中心管的可移動性、不同尺寸的螺旋翼板件、顆粒—顆粒相互作用、顆粒設(shè)備碰撞等都會使流場更為復(fù)雜，流場的分布會影響谷物顆粒的分選效果。中心管與螺旋翼板件的自振蕩對分選通道的空氣流動影響很大，目前大多學(xué)者通過試驗研究，對無篩清選設(shè)備中核心部件的尺寸以及谷物顆粒中不同組分對應(yīng)的空氣流速進行匹配，并且對設(shè)備運行參數(shù)進行理論計算和試驗驗證。在無篩清選中，中心管與螺旋翼板件對流場影響的研究少見，有待進行更多研究工作。

6 展望

基于空氣動力學(xué)原理的谷物種子分選是設(shè)備機械參數(shù)、谷物顆粒特性與空氣動力特性共同作用的結(jié)果，而利用分選設(shè)備對三者的匹配關(guān)系進行試驗研究受到一定的局限性，如設(shè)備結(jié)構(gòu)不易改變、試驗成本高等。在現(xiàn)有的谷物分選設(shè)備上，采用氣固耦合方法是凸顯優(yōu)勢的，進而還可以通過模擬結(jié)果對設(shè)備機械參數(shù)進行優(yōu)化，最終得到較高的谷物分選效率。但在谷物顆粒氣動分離過程中，值得注意的是，氣流速度與谷物顆粒懸浮速度具有非線性的依賴關(guān)系，而這種關(guān)系找不到精確解，因此，實際解決這一問題需要精確模型才能完成。

清選裝置中，有很多學(xué)者對谷物混合物分離進行了試驗研究和數(shù)值模擬研究，雖然試驗研究結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果反映了比較理想的一致性，但是對分離過程中的物料運動還缺少真實的反映。試驗研究時，不少學(xué)者采用高速攝像機來研究物料運動，這樣做僅僅在試驗中獲取顆粒的運動軌跡，而不能獲取到顆粒的運動參數(shù)，應(yīng)加強氣流—谷物顆粒分選模型的基礎(chǔ)研究、輸入輸出參數(shù)協(xié)調(diào)控制算法的研究以及快速響應(yīng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的研究等，這樣才有利于實現(xiàn)清選設(shè)備的自動化、智能化、設(shè)備單位時間生產(chǎn)容量的最大化。

在收獲后的谷物處理和個別機器配置的改進上關(guān)注較多，而對整個谷物清洗過程的節(jié)能問題關(guān)注較少[85]，谷物清選實際操作中，應(yīng)加快建立谷物的各種物理和機械性能、谷物清洗設(shè)備能耗率及生產(chǎn)率與清選設(shè)備的運行模式之間的相關(guān)性，推進谷物清選設(shè)備的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展[86-88]。