【摘要】：配比變量施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要組成部分,合理利用化肥及研究施肥技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著非常積極的意義�，F(xiàn)有變量施肥僅能在線調(diào)整一種復(fù)合肥或單元肥料的排肥量,無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)整氮磷鉀配比,難以滿足土壤和作物的差異化需求。項(xiàng)目針對(duì)配比變量施肥進(jìn)行研究,預(yù)在理論上揭示不同尺度的肥料顆粒流摻混機(jī)理,實(shí)現(xiàn)主要營(yíng)養(yǎng)元素配比和施肥量的在線精確控制,從而提高肥料利用率、減少施肥量,推動(dòng)精準(zhǔn)變量施肥的發(fā)展。本文提出一種配比變量施肥裝置,裝置由三個(gè)肥箱、三個(gè)排肥器、三個(gè)落肥管、一個(gè)摻混腔和一個(gè)波紋管組成。應(yīng)用顆粒離散元法并建立該裝置的三維離散元模型,選取三種常用的氮肥、鉀肥及磷肥對(duì)其摻混過(guò)程進(jìn)行研究。然后分別對(duì)裝置配置不同摻混腔形狀、不同落肥管高度及不同波紋管內(nèi)徑時(shí)進(jìn)行模擬仿真。追蹤記錄肥料顆粒在裝置中的軌跡、速度及碰撞過(guò)程,探究肥料顆粒的摻混規(guī)律及影響肥料混合的因素。計(jì)算落到地面后三種肥料的配比標(biāo)準(zhǔn)差,以此作為評(píng)判肥料混合均勻度的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)配比變量施肥裝置的各結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化。為驗(yàn)證上述仿真結(jié)果,課題設(shè)計(jì)完成一排肥裝置試驗(yàn)平臺(tái),該平臺(tái)包括機(jī)架的設(shè)計(jì)、肥料傳送裝置的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備的應(yīng)用與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)時(shí)借助高速攝像機(jī),對(duì)裝置中肥料顆粒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝,通過(guò)圖像分析軟件進(jìn)一步分析外槽輪轉(zhuǎn)速、不同摻混腔、不同落肥管高度及不同波紋管等對(duì)排肥過(guò)程的影響。同時(shí)結(jié)合仿真與試驗(yàn),探究排肥系統(tǒng)的時(shí)滯特性,給出轉(zhuǎn)速與排肥量的關(guān)系曲線,為在實(shí)際工作中修正系統(tǒng)作業(yè)誤差、調(diào)整氮磷鉀三種肥料的施肥量與配比提供依據(jù)。仿真與試驗(yàn)結(jié)果表明：摻混腔壁面形狀影響顆粒碰撞后的反彈角度與水平速度分量,進(jìn)而影響碰撞后顆粒在摻混腔中的散布面積；落肥管高度影響顆粒在下落、碰撞及混合各階段的速度,高度越大,顆粒各階段速度越大,顆粒與摻混腔壁面碰撞后形成的散布面積越大,顆�；旌显骄鶆�；波紋管三角波紋在一定高度范圍內(nèi)可增加顆粒與波紋管的碰撞進(jìn)而促進(jìn)顆�；旌�,同時(shí)隨其高度的增大又存在延緩與其接觸顆粒下落的特性。
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圖片說(shuō)明： 邐巧肥等效直徑／ｍｍ邐巧肥等效直徑／醒逡逑圖２－１肥料顆粒等效直徑分布逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋出ａｍｅｔｅｒ逡逑２５邋ｒ邐２６邋ｒ邐２５邋＾逡逑。。－邐２。－邐２。－邐W逡逑：，｜｜｜｜｜—＿．—N‘１１邋＂ｉｉｉｉｌｉ邋ｌｉｉｉｉ：ｊｕｉｊＩｉＩＩｉＩｉ逡逑０．化邋０．扣邋０．９邋０．９２邋０．９４邋０．９６邐０■邋８２邋０．８４邋０．８６邋０，８８邋０，９邋０．９２邐化扣邋0．邋８７邋0．拍邋0？邋９１邋０．９３邋０．巧逡逑巧肥球形率（４＞）邐棋肥球形率（）邐鐘肥球形率（杏）逡逑圖２－２肥料顆粒球形率分布逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｐｈｅｒｉｃａｌ邋ｒａｔｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ逡逑如圖２－２為肥料顆粒的球形率分布圖，可知Ｈ種肥料顆粒的平均球形率均在９０％邋Ｗ逡逑上，因而采用離散元法仿真分析時(shí)，將肥料顆粒的幾何形狀假設(shè)為圓形或球形具有一定逡逑的合理性。逡逑２N２密度的試驗(yàn)測(cè)定逡逑（１）
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圖片說(shuō)明： －滲混腔逡逑波紋營(yíng)逡逑圖３－２新型配比變量施肥機(jī)械的Ｈ維整機(jī)模型逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｄｅｓｉｇｎ邋ｏｆ邋ｎｕｔｒｉｅｎｔ邋ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｖａｒｉａｂｌｅ邋ｒａｔｅ邋ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑該新型配比變量施肥裝置的三維模型如圖３－２所示。該模型主要由五部分組成，，包逡逑括Ｈ個(gè)連體肥箱、Ｈ個(gè)排肥器、Ｈ根落肥管、一個(gè)肥料aX混腔與一個(gè)波紋管。Ｈ個(gè)相互逡逑獨(dú)立的肥箱中間由隔板隔開(kāi)，三個(gè)排肥器固定在相應(yīng)的肥箱下面，兩者之間通過(guò)螺栓螺逡逑母連接在一起。Ｈ根落肥管固接在相應(yīng)排肥器下端且Ｈ根落肥管末端都通向慘混腔中。逡逑該文中采用的氮肥、x鋟視脛?dòng)肥Ｈ种肥翍蚺置诱E煌氏渲�，艢W勢(shì)髯柿嚇懦觶義戲柿暇浞使芟侶淶醬鋝一燁恢�，灾GＧ恢信鱟膊液：�，颗�；旌咸遄鈧站剎ㄎ乒苠義嚇諾降孛妗ｅ義希常郴冢牛模牛偷吶歐世肷⒃掄駑義希常常卞澹牛模牛腿砑蚪殄義細(xì)門(mén)潯缺淞渴┓駛倒ぷ魘�，寿Z沾嬖謐歐柿現(xiàn)浼胺柿嫌胱爸酶韃考淶慕喲ュ義獻(xiàn)饔�，震Q渲邪ㄅ歐勢(shì)韃考幕翟碩�、外槽聨讟蝴套、艢W噬嚶敕柿峽帕５南嗷ュ義獻(xiàn)饔眉芭歐勢(shì)髂詵柿峽帕Ｈ禾迥誆康慕喲�、摩擦、坯c埠頭擲氳齲虼�，肥翇{帕Ｈ禾邋義系腦碩榭齜淺８叢�。祪e殼拔

本文編號(hào)：2514671